在Swift中，如果你具有較大的值類(lèi)型對(duì)象或數(shù)據(jù)并且必須將其作為參數(shù)分配或傳遞給一個(gè)函數(shù)，則在性能方面復(fù)制它代價(jià)可能是非常昂貴的，因?yàn)楸仨殞⑺谢A(chǔ)數(shù)據(jù)復(fù)制到內(nèi)存中的其他位置。Advice: Use copy-on-write semantics for large values，蘋(píng)果建議當(dāng)復(fù)制大的值類(lèi)型數(shù)據(jù)的時(shí)候，使用寫(xiě)時(shí)復(fù)制技術(shù)，那什么是寫(xiě)時(shí)復(fù)制呢？我們現(xiàn)在看一段代碼：

import Foundation

func print(address o: UnsafeRawPointer ) {
    print(String(format: "%p", Int(bitPattern: o)))
}

var array1: [Int] = [0, 1, 2, 3]
var array2 = array1

print(address: array1) //0x600000078de0
print(address: array2) //0x600000078de0

array2.append(4)

print(address: array2) //0x6000000aa100

我們看到當(dāng)array2的值沒(méi)有發(fā)生變化的時(shí)候，array1和array2指向同一個(gè)地址，但是當(dāng)array2的發(fā)生變化時(shí)，array2指向地址也變了，很奇怪是吧。

《Advanced Swift》關(guān)于寫(xiě)時(shí)復(fù)制解釋的非常好：

在 Swift 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中，像是 Array，Dictionary 和 Set 這樣的集合類(lèi)型是通過(guò)一種叫做寫(xiě)時(shí)復(fù)制 (copy-on-write) 的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。我們這里有一個(gè)整數(shù)數(shù)組:

var x = [1,2,3] 
vary=x

如果我們創(chuàng)建了一個(gè)新的變量 y，并且把 x 賦值給它時(shí)，會(huì)發(fā)生復(fù)制，現(xiàn)在 x 和 y 含有的是獨(dú)立
的結(jié)構(gòu)體:

vary=x

在內(nèi)部，這些 Array 結(jié)構(gòu)體含有指向某個(gè)內(nèi)存的引用。這個(gè)內(nèi)存就是數(shù)組中元素所存儲(chǔ)的位置。 兩個(gè)數(shù)組的引用指向的是內(nèi)存中同一個(gè)位置，這兩個(gè)數(shù)組共享了它們的存儲(chǔ)部分。不過(guò)，當(dāng)我 們改變 x 的時(shí)候，這個(gè)共享會(huì)被檢測(cè)到，內(nèi)存將會(huì)被復(fù)制。這樣一來(lái)，我們得以獨(dú)立地改變兩個(gè) 變量。昂貴的元素復(fù)制操作只在必要的時(shí)候發(fā)生，也就是我們改變這兩個(gè)變量的時(shí)候發(fā)生復(fù)制:

x.append(5) 
y.removeLast() 
x // [1, 2, 3, 5]
y // [1, 2]

這種行為就被稱(chēng)為寫(xiě)時(shí)復(fù)制。它的工作方式是，每當(dāng)數(shù)組被改變，它首先檢查它對(duì)存儲(chǔ)緩沖區(qū) 的引用是否是唯一的，或者說(shuō)，檢查數(shù)組本身是不是這塊緩沖區(qū)的唯一擁有者。如果是，那么 緩沖區(qū)可以進(jìn)行原地變更;也不會(huì)有復(fù)制被進(jìn)行。不過(guò)，如果緩沖區(qū)有一個(gè)以上的持有者 (如本 例中)，那么數(shù)組就需要先進(jìn)行復(fù)制，然后對(duì)復(fù)制的值進(jìn)行變化，而保持其他的持有者不受影響。

作為一個(gè)結(jié)構(gòu)體的作者，你并不能免費(fèi)獲得寫(xiě)時(shí)復(fù)制的行為，你需要自己進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。當(dāng)你自己的類(lèi)型內(nèi)部含有一個(gè)或多個(gè)可變引用，同時(shí)你想要保持值語(yǔ)義時(shí)，你應(yīng)該為其實(shí)現(xiàn)寫(xiě)時(shí)復(fù)制。
為了維護(hù)值語(yǔ)義，通常都需要進(jìn)行在每次變更時(shí)，都進(jìn)行昂貴的復(fù)制操作，但是寫(xiě)時(shí)復(fù)制技術(shù)
避免了在非必要的情況下的復(fù)制操作。

蘋(píng)果在Advice: Use copy-on-write semantics for large values中教我們?cè)趺慈ナ褂?copy-on-write 技術(shù)。

我們使用class，這是一個(gè)引用類(lèi)型，因?yàn)楫?dāng)我們將引用類(lèi)型分配給另一個(gè)時(shí)，兩個(gè)變量將共享同一個(gè)實(shí)例，而不是像值類(lèi)型一樣復(fù)制它。

final class Ref<T> {
    var value: T
    init(value: T) {
        self.value = value
    }
}

然后，我們可以創(chuàng)建一個(gè)struct包裝Ref：

struct Box<T> {
    private var ref: Ref<T>
    init(value: T) {
        ref = Ref(value: value)
    }
 
    var value: T {
        get { return ref.value }
        set {
            guard isKnownUniquelyReferenced(&ref) else {
                ref = Ref(value: newValue)
                return
            }
            ref.value = newValue
        }
    }
}

由于struct是一個(gè)值類(lèi)型，當(dāng)我們將它分配給另一個(gè)變量時(shí)，它的值被復(fù)制，而屬性ref的實(shí)例仍由兩個(gè)副本共享，因?yàn)樗且粋€(gè)引用類(lèi)型。

然后，我們第一次更改兩個(gè)Box變量的值時(shí)，我們創(chuàng)建了一個(gè)新的ref實(shí)例，這要?dú)w功于：

guard isKnownUniquelyReferenced(&ref) else {
    ref = Ref(value: newValue)
    return
}

這樣，兩個(gè)Box變量不再共享相同的ref實(shí)例。

為了提供高效的寫(xiě)時(shí)復(fù)制特性，我們需要知道一個(gè)對(duì)象是否是唯一的。如果它是唯一引用，那么我們就可以直接原地修改對(duì)象。否則，我們需要在修改前創(chuàng) 建對(duì)象的復(fù)制。在 Swift 中，我們可以使用 isKnownUniquelyReferenced 函數(shù)來(lái)檢查某個(gè)引 用只有一個(gè)持有者。如果你將一個(gè) Swift 類(lèi)的實(shí)例傳遞給這個(gè)函數(shù)，并且沒(méi)有其他變量強(qiáng)引用 這個(gè)對(duì)象的話(huà)，函數(shù)將返回 true。如果還有其他的強(qiáng)引用，則返回 false。不過(guò)，對(duì)于 Objective-C 的類(lèi)，它會(huì)直接返回 false。

比如我們想在一個(gè)使用struct類(lèi)型的User中使用copy-on-write的：

struct User {
    var identifier = 1
}

let user = User()
 
let box = Box(value: user)
var box2 = box                  // box2 shares instance of box.ref
 
box2.value.identifier = 2 

Advice: Use copy-on-write semantics for large values
When to Use Value Types and Reference Types in Swift
Use Copy-On-Write With Swift Value Types