SBO 是 Small Buffer Optimization（小字符串优化）的缩写，是 C++ 标准库中 std::string（尤其是 libstdc++ 和 libc++ 实现）为提升短字符串性能而采用的一种常见内存优化技术。它不改变接口，但显著减少小字符串的堆内存分配与释放开销。
为什么需要 SBO？
传统动态字符串实现对所有长度都使用堆内存：每次构造、拷贝、赋值短字符串（比如 "hello"、"a"）都会触发 malloc/new，带来明显性能损耗（分配器开销、缓存不友好、多线程锁竞争）。SBO 的核心思想是：**把极短字符串直接存进对象内部缓冲区，避开堆分配**。
典型场景下，长度 ≤ 15 或 22 字节的字符串（取决于实现和指针大小）可完全栈内存储，零堆操作。
SBO 的典型实现结构
一个启用 SBO 的 std::string 对象通常包含一个固定大小的联合体（union）或结构体，例如：
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- 一个小型字符数组（如 16/23 字节），用于存放短字符串数据；
- 一组指针/长度字段（如
char*,size_t,capacity），用于长字符串的堆管理； - 一个标志位或通过容量隐式判断当前处于“短模式”还是“长模式”。
例如在 libc++ 中，std::string 对象大小通常是 24 字节（x64）：前 23 字节为内部缓冲，第 24 字节用作长度或标志；一旦字符串长度超过阈值（如 22），就切换到堆分配模式，并把原缓冲区内容复制过去。
性能影响与实测要点
SBO 不是银弹，它的收益和陷阱需结合使用方式判断：
- ✅ 构造/移动/拷贝短字符串极快（纯 memcpy，无分配）；
- ✅ 避免小对象高频分配导致的 heap 碎片和锁争用（尤其在容器密集场景如
vector）； - ⚠️ 对象体积变大（如从 8 字节指针膨胀到 24 字节），可能降低 CPU 缓存局部性；
- ⚠️ 短字符串拷贝仍是 O(N) 内存复制，不是常数时间；
- ⚠️ 调试时观察
std::string地址不能直接解引用（短模式下数据在对象体内，非独立堆地址）。
可通过 sizeof(std::string) 和 s.capacity() 判断是否触发 SBO：若 s.capacity() ，说明正使用内部缓冲（因 capacity 必须 ≥ size，而内部缓冲大小已知）。
如何验证你的 stdlib 是否启用 SBO？
简单代码可探测：
#include#include int main() { std::string s1 = "a"; // 短串 std::string s2 = std::string(30, 'x'); // 长串 std::cout << "sizeof(string): " << sizeof(s1) << "\n"; std::cout << "s1.capacity(): " << s1.capacity() << "\n"; // 通常为 15 或 22 std::cout << "s2.capacity(): " << s2.capacity() << "\n"; // > sizeof(string)，走堆 }
输出中若 s1.capacity() 显著小于 s2.capacity() 且接近 sizeof(string)-1，基本确认 SBO 生效。
