Protobuf NewCallback回调拷贝开销问题及优化方案咨询

问题1：拷贝次数的理解是否正确 #

你的计数是完全正确的，我们可以拆解传值场景下shared_ptr的完整拷贝流程：

1. 调用NewCallback时，值传递的形参触发第一次拷贝
2. NewCallback内部调用MethodClosure2构造函数，值传递的构造函数形参触发第二次拷贝
3. 构造函数初始化列表给成员变量arg1_/arg2_赋值，触发第三次拷贝
4. Run方法调用目标函数时，将成员变量传入值传递的目标形参，触发第四次拷贝

如果使用std::move传入右值，第一步会替换为移动构造，剩下三次仍然是拷贝，和你描述的3次拷贝+1次移动的结果一致。

问题2：是否需要关注该开销，是否要只用基础类型/裸指针规避 #

是否需要关注完全取决于你的业务场景：

• 若你的服务异步RPC调用QPS低于1000，这个开销占比极低，完全不需要额外处理
• 若你服务的异步调用QPS过万，你实测的1万次拷贝耗时1秒的开销会占相当大的CPU比例，必须优化

不推荐为了规避拷贝只用裸指针：异步场景下回调的执行时机不确定，裸指针的生命周期极难管理，野指针导致的崩溃问题比性能问题影响严重得多，shared_ptr的安全收益远大于拷贝开销的损失，不需要因噎废食。

问题3：是否可以通过std::move/std::forward优化 #

完全可以，通过完美转发改造接口可以把拷贝次数降到最低，优化后的参考实现如下：

改造NewCallback接口，支持万能引用传参 #

// 改用可变参数模板+万能引用适配任意参数个数的方法
template <typename Class, typename Method, typename... Args>
inline Closure* NewCallback(Class* object, Method method, Args&&... args) {
    return new internal::MethodClosure<Class, Method, std::decay_t<Args>...>(
        object, method, true, std::forward<Args>(args)...);
}

改造MethodClosure实现，减少不必要拷贝 #

template <typename Class, typename Method, typename... Args>
class MethodClosure : public Closure {
public:
    template <typename... FwdArgs>
    MethodClosure(Class* object, Method method, bool self_deleting, FwdArgs&&... args)
      : object_(object), method_(method), self_deleting_(self_deleting),
        args_(std::forward<FwdArgs>(args)...) {}

    void Run() override {
        bool needs_delete = self_deleting_;
        // 把tuple存储的参数移动到目标函数，避免拷贝
        std::apply([this](auto&&... unpacked_args) {
            (object_->*method_)(std::move(unpacked_args)...);
        }, args_);
        if (needs_delete) delete this;
    }
private:
    Class* object_;
    Method method_;
    bool self_deleting_;
    // 用tuple存储任意个数、任意类型的参数
    std::tuple<std::decay_t<Args>...> args_;
};

改造完成后：

• 传入左值参数时，全程只有1次拷贝（参数存入tuple时触发）
• 传入std::move的右值参数时，全程只有1次移动，没有任何拷贝
  相比原来的实现性能提升非常明显，同时完全保留了shared_ptr的生命周期安全特性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user9429062