tony bai
直接操作C標准庫提供的字符串操作函數是有一定風險的，稍有不慎就會導致內存問題。這周用業余時間寫了一個小型的安全字符串操作庫，但是測試之後才發現自己的實現有很大的性能缺陷。
在Solaris上初步做了一個簡單的性能比對，以下是得到的性能數據(以strlen的數據為例)：
當傳入的字符串長度為10時，執行100w次：
strlen 執行時間是：32762毫秒
my_strlen執行時間是：491836毫秒
當傳入的字符串長度為20時，執行100w次：
strlen 執行時間是：35075毫秒
my_strlen執行時間是：770397毫秒
很顯然，標准庫中strlen的消耗僅是my_strlen的十分之一不到，且其性能消耗隨著字符串長度的增加並未有近線性的增加，而my_strlen則是變化明顯。想必大家這時也能猜到my_strlen采用了傳統的實現的方式，即采用逐個字節判斷是否為方式，這也與測試出的現象相符。本著刨根問底的精神，我在網上找到了GNU提供的C標准庫中strlen實現的源碼，要看看GLIBC中strlen究竟采用何種技巧才達到了那麼高的性能。說實話在性能優化這方面自己一直還處於比較初級的位置，這也將是自己將來努力的一個方向。
下載了全部GLIBC的代碼包，這個包還真不小。在string子目錄下找到strlen.c，這就是大多數UNIX平台、Linux平台以及絕大多數GNU軟件使用的strlen的實現源碼了。這份代碼由Torbjorn Granlund(還實現了memcpy)編寫，Jim Blandy和Dan Sahlin提供了幫助和注釋。包括注釋在內，GLIBC的strlen的代碼足足有近130行，大致浏覽一下， 沒有怎麼看懂，可耐下心來細致閱讀，還是有些心得的。下面是strlen源碼摘要版，後面我將針對這段代碼寫一些我的理解：
1 /* Return the length of the null-terminated string STR. Scan for
2 the null terminator quickly by testing four bytes at a time. */
3 size_t strlen (str) const char *str;
4 {
5 const char *char_ptr;
6 const unsigned long int *longword_ptr;
7 unsigned long int longword, magic_bits, himagic, lomagic;
8
9 /* Handle the first few characters by reading one character at a time.
10 Do this until CHAR_PTR is aligned on a longword boundary. */
11
12 for (char_ptr = str; ((unsigned long int) char_ptr
13 & (sizeof (longword) - 1)) != 0;
14 ++char_ptr)
15 if (*char_ptr == )
16 return char_ptr - str;
17
18 /* All these elucidatory comments refer to 4-byte longwords,
19 but the theory applies equally well to 8-byte longwords. */
20
21 longword_ptr = (unsigned long int *) char_ptr;
22
23 himagic = 0x80808080L;
24 lomagic = 0x01010101L;
25
26 if (sizeof (longword) > 8)
27 abort ();
28
29 /* Instead of the traditional loop which tests each character,
30 we will test a longword at a time. The tricky part is testing
31 if *any of the four* bytes in the longword in question are zero. */
32
33 for (;;)
34 {
35 longword = *longword_ptr++;
36
37 if ( ((longword - lomagic) & himagic) != 0)
38 {
39 /* Which of the bytes was the zero? If none of them were, it was
40 a misfire; continue the search. */
41
42 const char *cp = (const char *) (longword_ptr - 1);
43
44 if (cp[0] == 0)
45 return cp - str;
46 if (cp[1] == 0)
47 return cp - str + 1;
48 if (cp[2] == 0)
49 return cp - str + 2;
50 if (cp[3] == 0)
51 return cp - str + 3;
52 if (sizeof (longword) > 4)
53 {
54 if (cp[4] == 0)
55 return cp - str + 4;
56
