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Rust简聊 - 所有权的使用方式

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所有权

定义

  1. 所有权：指Rust数据的使用权
  2. 所有者：代码里就用变量表示
  3. 作用域：变量有效（valid）的那个代码区间。简单来说就是它定义时所在的那个最里层的花括号括起的部分，从变量创建时开始，到花括号结束的地方

解决问题

通过所有权系统管理内存数据，一方面有效解决数据的并发安全问题，同时编译器在编译时会根据一系列的规则进行检查，避免将错误带到程序运行时

规则

  1. Rust 中的每一个值都有一个 所有者（owner）。
  2. 值在任一时刻有且只有一个所有者。
  3. 当所有者（变量）离开作用域，这个值将被丢弃 （所有权生命周期）

并不像 C 语言手动调用 free() 函数去释放堆中的资源

使用方式

fn main() {
    let s1 = "hello, world!".to_string();
    let s2 = s1;
    println!("{}", s2);
    println!("{}", s1);  //编译报错,
    //s1赋值后绑定了value的所有权, 将s1给s2赋值后，转移value的所有权给s2，s1将不再可访问
}

Rust 提供了两种权限转移方式，Move & Borrow。比如租车，没有车的所有权，租来开几天总是可以的。租的行为不发生所有权转变，只是获取临时使用权，这种行为在 Rust 里叫 Borrow。如果想拥有车的所有权，可以直接购买，买完 4S 店就没有车的所有权了，这种行为在 Rust 里叫 Move

语句对应含义
let b = a;a绑定的资源转移给b，a不能再使用
let b = &a;　a绑定的资源借用给b使用，b只有资源的读权限，a依然能再使用
let b = &mut a;　a绑定的资源借用给b使用，b有资源读写权限，a依然能再使用
let mut b = &mut a;　a绑定的资源借用给b使用，b有资源读写权限，a依然能再使用；同时b是可变的，可绑定到新的资源上面去

移动还是复制？

  1. 默认做复制所有权（copy）的操作的有 7 种。

    1. 所有的整数类型，比如 u32；
    2. 布尔类型 bool；
    3. 浮点数类型，比如 f32、f64；
    4. 字符类型 char；
    5. 由以上类型组成的元组类型 tuple，如（i32, i32, char）；
    6. 由以上类型组成的数组类型 array，如 [9; 100]；
    7. 不可变引用类型 &。（&mut 是不支持copy的，因为一个变量在一个时刻内只能有一个可变引用）。

  2. 其余的未实现copy trait的都是move

引用的分类

定义

  1. 不可变引用：&x是对变量 x 的不可变引用，不可以对值进行更改
  2. 可变引用：&mut x是对变量 x 的可变引用，可以对值进行更改

解决问题

  1. 不可变引用：是一种引用，为其他处理逻辑提供上文
  2. 可变引用：既是一种引用，又能够修改指向资源的内容

ex: 引用一个第三方库，它没有把所有权类型暴露出来，但是确实又有更新其内部状态的需求，就需要可变引用

引用生命周期

引用型变量的作用域是从它定义起到它最后一次使用时结束（肯定小于等于所有者的生命周期，否则容易产生悬垂指针）

引用生命周期的关键点

定义

简单说：多个只读引用&交叉无问题，多个可写引用&mut交叉有问题，一个可写引用&mut和一个可读引用&有问题，直接操作所有权的值 = 加一个可写引用

  1. 一个所有权型变量的可变引用 &mut 与不可变引用 & 的作用域不能交叠

    1. 报错：cannot borrow a as mutable because it is also borrowed as immutable

  2. 同一个所有权型变量的可变借用 &mut 之间的作用域也不能交叠

    1. 报错：cannot borrow a as mutable more than once at a time

  3. 在有引用 &/&mut 的情况下，不能对所有权变量进行写操作，只能借用完成（物归原主）才能更新

    1. 报错：cannot assign to a because it is borrowed

  4. 可以同时有多个可读引用 &****

fn main() {
  let mut a = 10u32; 
  let c = &a;       //变量c的生命周期由此开始
  let b = &mut a;   //变量b的生命周期由此开始
  *b = 20;          //变量b的生命周期到此结束
  println!("{c}");  //变量c的生命周期到此结束
}
//因此b和c的生命周期发生了交叉，所以发生了编译报错

解决问题

避免多线程条件下读写竞争导致的数据不一致性