Cow - clone-on-write smart pointer

Cow là một smart pointer enum cực kỳ tiện dụng, được định nghĩa là "clone on write". Nó sẽ trả về &str nếu bạn không cần một String, hoặc trả về một String nếu bạn cần String. Tương tự với array &[] và Vec, v.v.

Đây là định nghĩa của Cow:

#![allow(unused)]
fn main() {
pub enum Cow<'a, B>
where
    B: 'a + ToOwned + ?Sized,
 {
    Borrowed(&'a B),
    Owned(<B as ToOwned>::Owned),
}
}

Hãy phân tích B:

'a có nghĩa là Cow làm việc được với references.

Trait ToOwned có nghĩa type này có thể convert thành owned type. Ví dụ, str thường là một reference (&str) hoặc bạn có thể convert nó thành owned String.

?Sized, có nghĩa là có thể có Sized hoặc là không. Hầu hết mọi type trong Rust đều là Sized, nhưng type như là str thì không. Vì thế chúng ta cần & cho str, bởi vì compiler không biết kích thước của str. Nếu bạn cần một trait có thể sử dụng giá trị nào tương tư như str, bạn thêm ?Sized.

Tiếp theo là enum variant: một giá trị Cow có thể là Borrowed hoặc Owned.

Ví dụ bạn có một function trả về giá trị Cow<'static, str>.

#![allow(unused)]
fn main() {
fn cow_function() -> Cow<'static, str> {
    // ...
}
}

Nếu bạn yêu cầu function đó trả về "My message".into(), nó sẽ xem "My message" là một str. Đây là một Borrowed type, do đó variant sẽ là Cow::Borrowed(&'static str).

#![allow(unused)]
fn main() {
fn cow_function() -> Cow<'static, str> {
    "My message".into()
}
}

Còn nếu bạn trả về

#![allow(unused)]
fn main() {
fn cow_function() -> Cow<'static, str> {
    format!("{}", "My message").into()
}
}

lúc này kết quả trả về sẽ là String, bởi vì format!() trả về String. Variant sẽ là Cow::Owned.

Lợi ích của Cow

Copy on write là một kỹ thuật giúp tối ưu hoá, nhất là trong các trường hợp reading nhiều hơn writing. Ý tưởng chính là không copy object ngay lập tức, mà chỉ reference (borrow) đến object gốc, khi cần một lượng lớn tác vụ reading. Và chỉ khi cần đến tác vụ writing (ít xảy ra hơn), object mới được copy và thay đổi. Tác vụ để thay đổi giá trị object sẽ copy, di chuyển object trong bộ nhớ là một tác vụ nặng, tốn kém. Do đó, ưu điểm của kỹ thuật này là các tác vụ reading object rất nhanh do chỉ sử dụng reference (borrow) đến giá trị gốc.

References