암시적 공유

Qt의 많은 C++ 클래스는 리소스 사용을 극대화하고 복사를 최소화하기 위해 암시적 데이터 공유를 사용합니다. 암시적으로 공유되는 클래스는 인자로 전달될 때 안전하면서도 효율적입니다. 이는 데이터에 대한 포인터만 전달되며, 함수가 데이터에 쓰기를 수행할 때만 데이터가 복사되기 때문입니다. 즉, '쓰기 시 복사(copy-on-write)' 방식입니다.

개요

공유 클래스는 참조 카운트와 데이터를 포함하는 공유 데이터 블록에 대한 포인터로 구성됩니다.

공유 객체가 생성되면 참조 횟수가 1로 설정됩니다. 새로운 객체가 공유 데이터를 참조할 때마다 참조 횟수가 1씩 증가하고, 해당 객체가 공유 데이터에 대한 참조를 해제하면 참조 횟수가 1씩 감소합니다. 참조 횟수가 0이 되면 공유 데이터는 삭제됩니다.

공유 객체를 다룰 때 객체를 복사하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 일반적으로 ‘심층 복사’와 ‘표면 복사’라고 부릅니다. 심층 복사는 객체를 복제하는 것을 의미합니다. 얕은 복사는 참조 복사, 즉 공유 데이터 블록에 대한 포인터만 복사하는 것을 의미합니다. 깊은 복사를 수행하는 것은 메모리와 CPU 측면에서 많은 자원을 소모할 수 있습니다. 반면 얕은 복사는 포인터를 설정하고 참조 횟수를 증가시키는 작업만 포함하기 때문에 매우 빠릅니다.

암시적으로 공유되는 객체에 대한 객체 할당(operator=())은 얕은 복사를 사용하여 구현됩니다.

공유 방식의 장점은 프로그램이 데이터를 불필요하게 복제할 필요가 없어, 메모리 사용량을 줄이고 데이터 복사 횟수를 줄일 수 있다는 점입니다. 객체는 쉽게 할당할 수 있고, 함수 인수로 전달할 수 있으며, 함수에서 반환할 수도 있습니다.

암시적 공유는 대부분 백그라운드에서 이루어지므로, 프로그래머가 이에 대해 신경 쓸 일은 거의 없습니다. 그러나 Qt의 컨테이너 반복자는 STL의 반복자와는 다른 동작을 보입니다. ‘암시적 공유 반복자 문제’를 참조하십시오.

다중 스레드 애플리케이션에서는 ‘스레드 및 암시적 공유 클래스’에서 설명한 바와 같이 암시적 공유가 발생합니다.

사용자 정의 암시적 공유 클래스를 구현할 때는 ` QSharedData ` 및 ` QSharedDataPointer ` 클래스를 사용하십시오.

암시적 공유에 대한 상세 설명

암시적 공유는 객체가 변경될 예정이고 참조 횟수가 1보다 클 경우, 해당 객체를 공유 블록에서 자동으로 분리합니다. (이를 흔히 ‘쓰기 시 복사(copy-on-write) ’ 또는 ‘값 의미론(value semantics)’이라고 합니다.)

암시적 공유 클래스는 내부 데이터를 제어합니다. 데이터를 수정하는 모든 멤버 함수에서, 데이터를 수정하기 전에 자동으로 분리됩니다. 단, 컨테이너 이터레이터와 관련된 특수한 경우를 유의하십시오. ‘암시적 공유 이터레이터 문제’를 참조하십시오.

암시적 공유를 사용하는 ` QPen ` 클래스는 내부 데이터를 변경하는 모든 멤버 함수에서 공유 데이터와의 연결을 해제합니다.

코드 예시:

void QPen::setCapStyle(Qt::PenCapStyle c)
{
    if (d->capStyle == c)
        return;
    detach();
    d->capStyle = c;
}

void QPen::detach()
{
    d.detach();
}

클래스 목록

아래에 나열된 클래스는 객체가 변경될 예정일 때 공통 데이터에서 자동으로 분리됩니다. 프로그래머는 객체들이 공유되고 있다는 사실조차 알아차리지 못합니다. 따라서 이 클래스의 개별 인스턴스를 별개의 객체로 취급해야 합니다. 이들은 항상 별개의 객체처럼 동작하지만, 가능한 경우 데이터를 공유한다는 추가적인 이점이 있습니다. 이러한 이유로, 복사 오버헤드를 걱정할 필요 없이 이 클래스들의 인스턴스를 함수의 인수로 값 전달 방식으로 전달할 수 있습니다.

예시:

QPixmap p1, p2;
p1.load("image.bmp");
p2 = p1;                        // p1 and p2 share data

QPainter paint;
paint.begin(&p2);               // cuts p2 loose from p1
paint.drawText(0,50, "Hi");
paint.end();

이 예제에서 p1 와 p2 는 p2 에 대해 QPainter::begin()가 호출될 때까지 데이터를 공유합니다. 픽스맵을 그리는 작업은 픽스맵을 수정하기 때문입니다.