Ինչպես իրականացնել Copy-on-write մեխանիզմը ծրագրավորման պրակտիկայում?

Կոփի-օն-ռիթ (COW) մեխանիզմը ծրագրավորման մեջ իրականացնում է այնպես, որ երբ օբյեկտի պատճենը ստեղծվում է, իրականում տվյալների նոր պատճեն չի ստեղծվում, այլ երկու փոփոխականներն էլ հղում են նույն հիշողության հատվածին։ Իրական պատճենը կատարվում է միայն այն ժամանակ, երբ մենք փորձում ենք փոփոխել տվյալները (գրառումները), այդ ժամանակ էլ ստեղծվում է առանձին պատճեն փոփոխության համար։

iOS և Swift-ում դա հաճախ իրականացնում են դասերի և կառուցվածքների միջոցով, որտեղ կառուցվածքները՝ արժեքային տեսակները, օգտագործում են COW-ը օպտիմիզացման համար։ Օրինակ, Swift-ի ստանդարտ Array տիպը օգտագործում է COW-ը՝ երբ պատճենում է զանգվածը, տվյալները կրկնօրինակվում են միայն այն ժամանակ, երբ տեղի է ունենում փոփոխություն։

Ստորև ներկայացված է COW-ի պարզեցված իրականացման օրինակ Swift-ում՝

class Storage {
    var data: [Int]
    init(data: [Int]) { self.data = data }
}

struct CowArray {
    private var storage: Storage

    init(_ data: [Int]) {
        storage = Storage(data: data)
    }

    var count: Int { storage.data.count }

    mutating func append(_ element: Int) {
        if !isKnownUniquelyReferenced(&storage) {
            storage = Storage(data: storage.data) // պատճենը՝ գրելու ժամանակ
        }
        storage.data.append(element)
    }

    subscript(index: Int) -> Int {
        get { storage.data[index] }
        set {
            if !isKnownUniquelyReferenced(&storage) {
                storage = Storage(data: storage.data) // պատճենը՝ գրելու ժամանակ
            }
            storage.data[index] = newValue
        }
    }
}

Այստեղ, isKnownUniquelyReferenced ստուգում է, արդյոք դեռ կան հղումներ Storage օբյեկտին։ Եթե կան, ապա փոփոխությունից առաջ ստեղծվում է պատճեն։

Այսպիսով, COW-ը խնայում է հիշողությունը և բարելավում է կատարողականությունը՝ խուսափելով ավելորդ պատճեններից, մինչդեռ տվյալները չեն փոխվում։