2007년 9월 11일 화요일

GNU의 std::string은 같은 문자열을 공유한다.

보통 std::map에서 key로 std::string을 많이 쓰는데, 쓸 때마다 부담스러웠다. 이유는 key는 std::map에서 node를 만들 때 instance를 새로 만들고 복제하기 때문이다. 그러나 GNU의 std::string은 동일한 문자열은 같은 메모리영역을 공유하도록 만들었다. 따라서 복제가 이뤄져도 실제로 데이터를 복제하는 것이 아니라 내부 레퍼런스 카운터만 올라간다. /usr/include/c++/x.x.x/bits/basic_string.[h|tcc] 파일을 까보면 _M_is_shared()라는 private method가 assign을 비롯하여 여기저기 쓰여 있는 걸로 보아 확실하다. 이를 나름 증명해보자면, 아래 소스를 컴파일해서 돌려보자.

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
using namespace std;

map<string,void*> gMap;

int
main(int, char**)
{
    string str1("Hello, world!");
    string str2(str1);
    string str3; str3 = str1;
    string str4; str4.assign(str1);
    gMap.insert(map<string,void*>::value_type(str1, NULL));

    cout << "str1: " << (void*)str1.c_str() << endl;
    cout << "str2: " << (void*)str2.c_str() << endl;
    cout << "str3: " << (void*)str3.c_str() << endl;
    cout << "str4: " << (void*)str4.c_str() << endl;
    cout << "gMap.begin(): "
        << (void*)gMap.begin()->first.c_str() << endl;
    return 0;
}

역시나 char 배열을 어떻게 저장하느냐에 따라 c_str 구현이 달라지겠지만, 역시나 까봤더니 걍 포인터 리턴하는 것 말곤 없다. 여기서 위 값들이 동일하게 나온다면, 문자열 공간을 공유하는 것이라 하겠다.
$g++ -o shstr shstr.cpp
$./shstr
str1: 0x9be6014
str2: 0x9be6014
str3: 0x9be6014
str4: 0x9be6014
gMap.begin():
0x9be6014
참고로 실행환경은 libstdc++-3.4.4-2, libstdc++-4.1.2-12 모두 동일했다. str1~4가 모두 동일한 메모리 주소를 뱉는다는 것으로 실제로 복제가 일어나진 않는다는 것을 알았다. 소스를 좀더 까보면 데이터 변경이 일어날 때야 비로소 레퍼런스 카운트 떨구고 새로 메모리 주소를 할당 받아서 복제한 뒤 연산하는 것을 알 수 있다.


덧글:: object님 말씀대로 정확히 같은 문자열을 공유하는 것이 아니다. 복사와 대입을 할 때, CopyOnWrite철학으로 memory allocation과 memory copy(string copy)를 늦추는 행위를 할 뿐이다.