（转载）Qt之美（三）隐式数据共享

为了最大化资源使用，和最小化数据拷贝，Qt在很多类中用到了隐式数据共享，以便数据仅在被写入时才被拷贝。该机制也被称为flyweight模式。

让我们以QByteArray为例，看看其是如何实现的。其内部使用一个名为Data的私有结构体来追踪共享的数据：

 struct Data {
 QBasicAtomicInt ref;// 引用计数器，对其的操作是原子的
 int alloc; // 已分配的空间大小
 int size; // 数据的实际大小
 char *data; // 指向数据的指针
 char array[1]; // 数据有可能存于此位置
 };

这里，如果数据保存在其他位置，则需要用到data来指向实际的数据位置；如果保存在自身，则是array指向的位置。当对象被拷贝时（比如通过赋值运算符），则仅仅拷贝指针，而不拷贝数据本身：

 QByteArray &QByteArray::operator=(const QByteArray & other)
 {
 // 增加要使用的共享数据的引用计数器的值
 other.d->ref.ref();
 // 减少当前共享数据的引用计数器的值
 if (!d->ref.deref())
 qFree(d);
 // 指向要使用的共享数据
 d = other.d;
 return *this;
 }

另一方面，如果共享的数据要被修改（比如通过resize()函数），则会自动拷贝之：

 void QByteArray::resize(int size)
 {
 if (size <= 0) {
 // 如果目标大小不为正，则指向一个空的数据块
 Data *x = &shared_empty;
 x->ref.ref();
 if (!d->ref.deref())
 qFree(d);
 d = x;
 }elseif (d == &shared_null) {
 // 如果当前是一个null块，则直接创建一个新的共享数据块
 Data *x =static_cast<data *>(qMalloc(sizeof(Data)+size));
 Q_CHECK_PTR(x);
 x->ref = 1;
 x->alloc = x->size = size;
 x->data = x->array;
 x->array[size] ='/0';
 (void) d->ref.deref();
 d = x;
 }else {
 // 如果有其他对象也在使用该共享数据，或者当前分配的空间过大或过小
 // 则重新分配空间，并拷贝数据
 // 注意：该操作在共享的数据块较大时可能会消耗一定的时间
 if (d->ref != 1 || size > d->alloc || (size < d->size && size < d->alloc >> 1))
 realloc(qAllocMore(size,sizeof(Data)));
 if (d->alloc >= size) {
 d->size = size;
 if (d->data == d->array) {
 d->array[size] ='/0';
 }
 }
 }
 }

现在让我们来看看如何使用QSharedData和QSharedDataPointer来创建自己的共享数据对象。

 // 首先创建一个数据对象，需要继承自QShareData，因为其提供了引用计数器的功能
 class SharedData: public QSharedData
 {
 public:
 SharedData()
 : QSharedData()
 , var(0)
 {}
 SharedData(const SharedData &other)
 : QSharedData(other)
 , var(other.var)
 {}
 int var;
 };
 // 然后创建数据操作者
 class DataOwner
 {
 public:
 DataOwner()
 : d(new SharedData)
 {}
 DataOwner(int var)
 : d(new SharedData)
 {
 // 对于写操作，运算符->会在需要时自动拷贝共享数据
 d->var = var;
 }
 private:
 // 模板类QSharedDataPointer隐藏了隐式共享的实现细节，因此没必要创建拷贝构造函数和赋值运算符
 QSharedDataPointer<SharedData> d;
 };

相当简单，没错吧！好了，有兴趣的朋友可以用QExplicitlySharedDataPointer来创建显式的数据共享;)