c++周刊（c++ weekly):Ep01 - std::string_view

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#知识地图 #最佳实践 #CPP17

1. 什么是string_view？

std::string_view` is a C++17 library type that provides a lightweight, non-owning reference to a sequence of characters

C++17中我们可以使用std::string_view来获取一个字符串的视图， 字符串视图并不真正的创建或者拷贝字符串， 而只是拥有一个字符串的查看功能。std::string_view比std::string的性能要高很多

访问：https://www.cppreference.com/w/cpp/string/basic_string_view.html

2. 使string_view 有啥好处

• ✅ 高频操作字符串,零拷贝 ,性能提高10%
• ✅开发者来说：修改一行代码,代码工作量不复杂，双手赞同
• ✅对领导来说：方案简单，收益大, 绝对同意

3. 举例行业案例

OceanBase (OB)

• 自定义:ObString 类 ，没有使用标准 std 库

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class ObString 
{
  int32_t length_;
  char* ptr_;
};

ObLogExternalStorageCtx::init(const ObString &uri）

RocksDB

• 自定义：RocksDB 有自己的 Slice 类

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class Slice {
  const char* data_;
  size_t size_;
};

• 使用场景 WriteBatch 时候Slice类和std::string_view 转换

CephFS

• 使用 c++17 提供 string_view 代替string
• 场景 元数据 MDS 查找一个文件时候目录遍历

4. 为了证明你写代码 能力，使用string_view 为系统工程师设计一个题目

小提示：

1. 刷题 不光有算法题目 还有系统设计题目,
2. 掌握数据结构，掌握算法，最后应用到实际项目才算通过，请动手写一个组件或者基础库 API。
3. 别蒙，都是经常遇到小问题，一点都不难

4.1 CephFS路径解析

模块： src/mds/ 功能：访问一个文件之前必须路径解析 输入：/mnt/icfs/dir/report.docx`
输出:逐级解析路径分量（mnt, icfs, dir, report）] 代码位置：MDCache::path_traverse 版本：Reef

Ceph 版本演进表格，包含发布时间、生命周期和关键特性：

核心演进趋势总结：

1. 存储后端革新：

   • Luminous (v12)：BlueStore 成为默认后端，性能提升 2-3 倍
   • Quincy (v17)：SPDK 集成，NVMe 延迟降低 60%
   • Squid (v19)：硬件加速压缩（QAT）

2. 管理复杂度降低：

   • Nautilus (v14)：确立年度发布周期
   • Octopus (v15)：cephadm 容器化部署工具

3. 扩展性与性能：

   • Mimic (v13)：CephFS 多活 MDS，元数据吞吐提升 5 倍
   • Pacific (v16)：跨集群同步，支持多区域部署
   • Reef (v18)：NVMe 感知调度，SSD 寿命延长 30%

4. 生命周期规律：

   • 平均维护周期：25-27 个月
   • 当前推荐生产版本：Quincy (v17) LTS
   • 最新稳定版：Reef (v18)

4.2 传统实现（C++11）

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// 存在多次内存拷贝
std::vector<std::string> split_path(const std::string& path) {
    std::vector<std::string> components;
    size_t start = 0, end = 0;
    
    while ((end = path.find('/', start)) != std::string::npos) {
        if (end != start) {
            // 触发拷贝：构造临时string对象
            components.push_back(path.substr(start, end - start)); 
        }
        start = end + 1;
    }
    if (start < path.length()) {
        // 再次拷贝
        components.push_back(path.substr(start)); 
    }
    return components;
}

// 调用示例
auto parts = split_path("/volumes/project_data/user/docs/report.docx");

问题：

1. 每个substr()调用触发堆分配（小字符串优化失效于>15字符）
2. 解析长路径/a/b/c/d/e/f产生6次内存分配+拷贝
3. 内存碎片加剧（尤其高频操作）

4.3 C++17优化实现

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std::vector<std::string_view> split_path_sv(std::string_view path) {
    std::vector<std::string_view> components;
    size_t start = 0, end = 0;
    
    while ((end = path.find('/', start)) != std::string_view::npos) {
        if (end != start) {
            // 零拷贝：仅记录指针和长度
            components.emplace_back(path.data() + start, end - start); 
        }
        start = end + 1;
    }
    if (start < path.length()) {
        // 零拷贝
        components.emplace_back(path.data() + start, path.length() - start); 
    }
    return components;
}

https://www.cppreference.com/w/cpp/string/basic_string_view/find.html

参考

• RDMA 架构与实践(技术详解（一）：RDMA概述

• https://www.cnblogs.com/bandaoyu/p/16752034.html

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• 现状：缺乏实战，渴望提升动手能力公司的项目不会重构，没有重新设计的机会，导致难以深入理解需求。
• 成为优秀完成任务，成为团队、公司都认可的核心骨干。优秀地完成任务= 高效能 + 高质量 + 可持续 + 可度量

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