写时复制介绍

写时复制技术(Copy on Write)是比较常用的一种技术，它的主要目的是减少物理内存的分配，增加执行效率。

1、Linux操作系统

在linux系统中，当我们要fork子进程的时侯，就会采用COW的思想。即for一个子进程时侯，并不是直接再重新分配一段物理内存给子进程，而是子进程和父进程共用一段物理内存空间，此时父进程和子进程都是只读内存。若子进程或者父进程要进程写操作，再为其分配新的物理内存。

具体原理是：

fork()之后，kernel把父进程中所有的内存页的权限都设为read-only，然后子进程的地址空间指向父进程。当父子进程都只读内存时，相安无事。当其中某个进程写内存时，CPU硬件检测到内存页是read-only的，于是触发页异常中断（page-fault），陷入kernel的一个中断例程。中断例程中，kernel就会 把触发的异常的页复制一份 ，于是父子进程各自持有独立的一份。

2、PHP

PHP 在管理内存方面有一个机制叫写时复制（COW，Copy On Write），保证了变量间复制值不浪费内存：当一个变量的值复制到另一个变量时，PHP 没有为复制值使用更多的内存，相反，它会更新符号表来说明两个变量拥有相同的内存块，所以当执行下面的代码时并没有创建一个新的数组。

3、Java

Java中有几种支持CopyOnWrite的容器， 

CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet.其主要用于并发的场景，是线程安全的，但性能一般，因为在添加元素时，会复制一个array，并加锁向其加入元素。
public boolean add(E e) {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        Object[] elements = getArray();
        int len = elements.length;
        Object[] newElements = Arrays.copyOf(elements, len + 1);
        newElements[len] = e;
        setArray(newElements);
        return true;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

也就是说，上面的容器还是比较适合读多写少的场景。因为写时复制的过程中会同时占用量份内存，可能会频繁引起Java虚拟机的GC操作。此外，它只能满足最终一致性，并不能保证实时的一致性。

4、Redis的Copy On write

当我们使用BGSAVE命令进行持久化的时候，redis会fork出一个子进程，充分利用Linux的写时复制机制。

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