什么是copy-on-write
Copy-on-write，写时复制，简称COW，是一种资源管理技术。引用维基百科的说明：
写入时复制（英语：Copy-on-write，简称COW）是一种计算机程序设计领域的优化策略。其核心思想是，如果有多个调用者（callers）同时请求相同资源（如内存或磁盘上的数据存储），他们会共同获取相同的指针指向相同的资源，直到某个调用者试图修改资源的内容时，系统才会真正复制一份专用副本（private copy）给该调用者，而其他调用者所见到的最初的资源仍然保持不变。这过程对其他的调用者都是透明的（transparently）。此作法主要的优点是如果调用者没有修改该资源，就不会有副本（private copy）被建立，因此多个调用者只是读取操作时可以共享同一份资源。
fork()的内存语义
Copy-on-write最贴切的例子就是fork()系统调用了，来看下fork()系统调用的内存语义：
从概念上讲，可以将fork()看作是创建父进程的文本段、数据段、以及堆和栈的拷贝。
实际上，在一些早期的UNIX实现中，这种拷贝确实是按字面意思来执行的：拷贝父进程的内存到swap，创建一个新的进程映像，使swap出来的映像成为子进程，而父进程则保留自己原先的内存。
但是，将父进程的虚拟内存简单的拷贝到子进程会造成大量的浪费，原因有很多。一个很常见的原因是，fork()之后一般会立即调用exec()系列的函数，用一个新程序替换子进程的文本段，重新初始化子进程的数据段、堆和栈。因此，大多数现代UNIX实现，包括Linux，使用了两种技术来避免这种浪费：
- 内核将每个进程的文本段标记为只读，这样进程就不能修改自己的代码了。因此，父进程和子进程可以共享相同的文本段。
fork()系统调用通过构建一组特定于子进程的page-table条目来为子进程创建文本段，这些条目引用了父进程正在使用的相同的虚拟内存页帧。 - 而对于父进程的数据段、堆和栈对应的page，内核采用了copy-on-write技术。 内核通过一系列的设置，使子进程中这些段的page-table条目与父进程引用相同的物理内存页，并且将其标记为只读。 在fork()之后，内核会捕获父进程或子进程对以上任何一个页面的修改尝试，并创建即将被修改的page的拷贝。新拷贝的page被分配给触发错误的进程，并且适当调整子进程与之对应的page-table条目。 此后，父进程和子进程可以互不影响的修改各自的page拷贝。 copy-on-write如下图所示：
COW在游戏中的应用
Copy-on-write在游戏开发中也是很有用处的，比如暗黑血统的跑商系统。
跑商的需求是这样的：
- 游戏主城内的NPC会随机售卖一些物品。
- 主城的不同分线的NPC所售卖的物品种类和数量起初是完全一致的。
- 不同分线的物品共用一套价格。
- 某一条分线的买卖操作不会影响其他分线。
- 物品种类和数量需要定时刷新。
有一点需要注意，主城分线的数量是不确定的，而且会随时动态变化：
- 一条分线的最后一个玩家离开会导致分线的销毁。
- 玩家进入主城时如果所有的分线都满了，则会创建一条新的分线。
初始值一致，但修改互不影响，这跟fork()的内存语义是非常相似的，这类需求非常适合采用copy-on-write技术来实现。
跑商系统的全局变量定义：
-- 定时刷新的物品模板，每条分线上的物品第一次被用到时，会从这里克隆一份
-- { npc_id = { item_id = { item_id, item_num, item_price }, ... }, ... }
g_template_items = {}
-- 每条分线上的物品第一次用到时(该分线上玩家第一次打开NPC售卖界面),
-- 克隆g_template_items并以channel_id为key存入g_npc_items
g_npc_items = {}
-- 玩家卖给NPC物品时的价格，所有分线共用一套价格
-- { npc_id = { item_id = price, ... }, ... }
g_items_price = {}
每次刷新物品只需要生成一份物品的模板即可，而不用每条分线都生成或拷贝一次。有些分线可能并没有玩家在跑商，为其生成一份数据纯属浪费。当某条分线的玩家开始跑商时，才为其真正拷贝一份物品的数据以供修改。
使用copy-on-write技术可以避免性能上的隐患，假如游戏火爆，在线玩家很多，主城分了n条线，物品的信息量又非常大，每次刷新都为所有分线生成物品信息的话说不定会导致服务器卡顿。