Libc 的短字串最佳化 (SSO) 如何運作？

深入研究Libc 中的短字串最佳化

在libc 中，採用短字串最佳化(SSO) 來最小化記憶體佔用並提高性能對於短字串。本文深入研究了 libc 中 SSO 實現的具體細節，以闡明其機制。

SSO 資格標準

SSO 資格的長度閾值取決於目標建築學。對於 32 位元計算機，SSO 最多可支援 10 個字元的字串，而對於 64 位元計算機，它可擴展到最多 22 個字元的字串。這是由字串類別的記憶體佈局決定的，特別是可用於資料儲存的分配空間，而不需要單獨分配。

區分短字串和長字串

Libc 使用儲存字串大小的成員變數中的標誌來區分短字串和長字串。對於短字串，此標誌設為0，表示大小欄位直接包含大小。對於長字串，該標誌設為 1，並且停用大小字段，使用 __long_mask 來解決該標誌。

存取短字串和長字串中的資料

對於短字串，可以透過將大小欄位移動 1 以適應 is_long 標誌來檢索大小。相反，長字串使用單獨的成員變數來儲存容量，透過使用 __long_mask 圍繞 is_long 位元的 getter 和 setter 進行存取。

短字串的容量

短字串的容量由__min_cap確定，是根據可用記憶體大小和分配的字大小計算的。在 32 位元機器上，容量為 10 個字符，而在 64 位元機器上，容量為 22 個字符。這確保短字串可以充分利用可用內存，而無需外部分配。

替代字串佈局

Libc 提供了一個可設定選項，LIBCPP_ABI_ALTERNATE_STRING_LAYOUT，它重新排列長字串結構的成員變數。這樣做的目的是透過將 __data 放置在結構的開頭以更好地對齊來提高效能。然而，這是一個實驗性功能，由於 ABI 相容性問題，應謹慎使用。

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