文盘Rust — struct 中的生命周期

最近在用rust 写一个redis的数据校验工具。​​redis-rs​​中具备 redis::ConnectionLike trait,借助它可以较好的来抽象校验过程。在开发中,不免要定义struct 中的某些元素为 trait object,从而带来一些rust语言中的生命周期问题。 本文不具体讨论 redis的数据校验过程,通过一个简单的例子来聊聊 struct 中 trait object 元素的生命周期问题。

首先来定义一个 base trait,该 trait 中只包含一个函数,返回String类型。

pub trait Base {
fn say(&self) -> String;
}

接下来,定义两个实现了 Base trait 的 struct AFromBase 和 BFromBase

pub struct AFromBase {
content: String,
}

impl Base for AFromBase {
fn say(&self) -> String {
self.content.clone()
}
}

pub struct BFromBase {
text: String,
}

impl Base for BFromBase {
fn say(&self) -> String {
self.text.clone()
}
}

接下来,定义一个struct 包含两个 Base trait 的 trait object ,然后实现一个函数是 say 函数输出的字符串的拼接结果. 按照其他没有生命周期语言的编写习惯,直觉上这么写

pub struct AddTowBase {
a: &mut dyn Base,
b: &mut dyn Base,
}

impl AddTowBase {
fn add(&self) -> String {
let result = self.a.say() + &self.b.say();
result
}
}

最后,搞个main函数验证一下。 完整代码如下

pub trait Base {
fn say(&self) -> String;
}

pub struct AFromBase {
content: String,
}

impl Base for AFromBase {
fn say(&self) -> String {
self.content.clone()
}
}

pub struct BFromBase {
text: String,
}

impl Base for BFromBase {
fn say(&self) -> String {
self.text.clone()
}
}

pub struct AddTowBase {
a: &mut dyn Base,
b: &mut dyn Base,
}

impl<'a> AddTowBase<'a> {
fn add(&self) -> String {
let result = self.a.say() + &self.b.say();
result
}
}

fn main() {
let mut a = AFromBase {
content: "baseA".to_string(),
};

let mut b = BFromBase {
text: "baseB".to_string(),
};

let addtow = AddTowBase {
a: &mut a,
b: &mut b,
};
let r = addtow.add();
println!("{}", r);
}

很遗憾,以上代码是不能编译通过的,编译时报如下错误

error[E0106]: missing lifetime specifier
--> examples/lifetimeinstruct.rs:26:8
|
26 | a: &mut dyn Base,
| ^ expected named lifetime parameter
|
help: consider introducing a named lifetime parameter
|
25 ~ pub struct AddTowBase<'a> {
26 ~ a: &'a mut dyn Base,
|

error[E0106]: missing lifetime specifier
--> examples/lifetimeinstruct.rs:27:8
|
27 | b: &mut dyn Base,
| ^ expected named lifetime parameter
|
help: consider introducing a named lifetime parameter
|
25 ~ pub struct AddTowBase<'a> {
26 | a: &mut dyn Base,
27 ~ b: &'a mut dyn Base,
|

For more information about this error, try `rustc --explain E0106`.
error: could not compile `wenpan-rust` due to 2 previous errors

编译器给出的提示很明确,要在 trait object 上添加生命周期参数,确保 struct 和他的 trait object 元素在同一生命周期,避免悬垂指针。 我们按照编译器的提示修改代码

pub struct AddTowBase<'a> {
a: &'a mut dyn Base,
b: &'a mut dyn Base,
}

impl<'a> AddTowBase<'a> {
fn add(self) -> String {
let result = self.a.say() + &self.b.say();
result
}
}

代码顺利通过编译。 rust 的生命周期保证了内存的安全性,同时也增加了开发者的心智负担。是在上线之前多费心思写代码,还是在上线以后忙忙活活查问题,这是个 trade off 问题。俗话讲:"背着抱着,一样沉".我本人还是倾向于把问题控制在上线之前,少折腾用户。

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