问题描述
为什么我不能对一个永远不会超出范围的值进行 'static
引用?
如果它永远不会超出范围,比如函数调用永远不会在主线程中返回,那么只要范围拥有数据,数据就会一直有效,这将是程序的生命周期。在这种情况下,我也应该能够在程序的生命周期内引用它,因为它在该期间保持有效,对吗?这是我的问题的示例:
fn noreturn() -> ! {
loop {}
}
fn main() {
// This value is never dropped or moved,and so it should last
// for 'static,right?
let not_dropped = 0usize;
// So I should be able to borrow it for 'static here,right?
let permanent_ref: &'static usize = ¬_dropped;
// This never returns,and so the value is never dropped
// and the data stays valid,noreturn()
// .. but the compiler complains that not_dropped is dropped
// here even though it's never dropped. Why?
}
如果保证永远不会到达具有此值的范围的末尾,那么我应该能够永远持有对该范围拥有的有效值的引用,对吗?我在概念上在这里遗漏了什么吗?
解决方法
不返回不等于不退出。例如,用 panic
替换循环(签名保持不变)。然后添加一个值,当它被丢弃时打印出来:
fn noreturn() -> ! {
panic!()
}
fn main() {
let not_dropped = Noisy;
noreturn()
}
struct Noisy;
impl Drop for Noisy {
fn drop(&mut self) {
eprintln!("I was dropped");
}
}
您会看到该值确实下降了。
另一种看待这个问题的方法是,如果您在子线程 1 中执行此操作,它产生了子线程 2。线程 2 引用了 &'static
值,然后线程 1 退出并且堆栈消失了。当线程 2 尝试访问引用的值时,这是内存不安全。
如果 noreturn
函数仅通过包含一个循环来保证不退出会怎样,就像我展示的示例中那样?在这种情况下这应该是可能的吗?
在 Rust 中没有表面语法来保证一个函数永远运行,所以编译器不能为你保证这一点。但是,如果您知道编译器不知道的内容,则可以使用 unsafe
来表达。
例如,也许您知道您的函数调用 process::abort
(或者 panic
通过编译器选项实现为中止),因此在函数退出后任何代码都无法运行。在这种情况下,我相信(但尚未验证)您可以使用 unsafe 将生命周期更改为 'static
。
话虽如此,调用 Box::leak
是获取 &'static
值的更简单的方法。
当一开始在 Rust 中有些东西不太合理时,答案几乎总是“您是否在多线程场景中考虑过这一点?”
not_dropped
存在于主线程的堆栈框架中,如果主线程崩溃或退出,那么您从主线程的堆栈框架传递到另一个线程的任何“静态”引用都将无效:
use std::thread;
fn no_return() -> ! {
loop {}
}
fn main() {
let not_dropped = 0; // note: can actually be dropped
let permanent_ref: &'static i32 = ¬_dropped; // note: not actually permanent
// pass permanent_ref to 2nd thread
thread::spawn(move || {
// imagine this thread also does some infinite loop
loop {
println!("{}",permanent_ref);
}
});
// now imagine this infinite loops crashes / panics
no_return();
// main thread exits,not_dropped is dropped
// permanent_ref is now invalidated in 2nd thread
}