rust - 在 `PhantomData`的实现中 `Vec`到底在做什么？

Question

This question already has answers here:

Why is it useful to use PhantomData to inform the compiler that a struct owns a generic if I already implement Drop?

(2个答案)


4年前关闭。



PhantomData在Rust中如何工作？ In the Nomicon it says the following:

In order to tell dropck that we do own values of type T, and therefore may drop some T's when we drop, we must add an extra PhantomData saying exactly that.

对我来说，这似乎暗示着，当我们向结构中添加 PhantomData字段时，以 Vec为例。

pub struct Vec<T> {
    data: *mut T,
    length: usize,
    capacity: usize,
    phantom: PhantomData<T>,
}

丢弃检查器应禁止以下代码序列:

fn main() -> () {
    let mut vector = Vec::new();

    let x = Box::new(1 as i32);
    let y = Box::new(2 as i32);
    let z = Box::new(3 as i32);

    vector.push(x);
    vector.push(y);
    vector.push(z);
}

由于释放 x， y和 z会在释放 Vec之前发生 ，我希望编译器会发出一些提示。但是，如果您运行上面的代码，则不会出现警告或错误。

最佳答案

PhantomData<T>中的Vec<T>(通过Unique<T>中的RawVec<T>间接持有)传达给编译器，该向量可能拥有T实例，因此，当该向量被删除时，该向量可能会对T运行析构函数。

深入探讨:我们在这里综合考虑多种因素:

我们有一个Vec<T>，其中包含一个impl Drop(即析构函数实现)。

在RFC 1238规则下，通常要求Vec<T>内的所有生存期都严格超过向量，这通常意味着T实例与T内发生的任何生存期之间存在关系。

但是，Vec<T>的析构函数通过使用特殊的不稳定属性(参见RFC 1238和RFC 1327)专门针对(Vec<T>本身的)析构函数选择退出此语义。这允许向量保存与向量本身具有相同生存期的引用。这被认为是声音；毕竟，只要有一个重要的警告说明，向量本身就不会取消引用此类引用所指向的数据(其所有工作就是丢弃值并取消分配后备数组)。

重要的警告:尽管向量本身在销毁自身时不会在其包含的值内取消对指针的引用，但会丢弃该向量所持有的值。如果T类型的值本身具有析构函数，则T的那些析构函数将运行。而且，如果那些析构函数访问其引用中保存的数据，那么如果我们允许在这些引用中悬挂指针，就会出现问题。

因此，我们将进行更深入的研究:确定给定结构S的dropck有效性的方式，首先要仔细检查S本身是否具有impl Drop for S(如果是，我们就其类型参数对S实现规则)。但是即使在这一步之后，我们仍然递归地进入S本身的结构，并根据dropck仔细检查其每个字段是否一切正常。 (请注意，即使使用S标记了#[may_dangle]的类型参数，我们也会这样做。)

在这种特定情况下，我们有一个Vec<T>(通过RawVec<T>/Unique<T>间接地)拥有一个T类型的值的集合，以原始指针*const T表示。但是，编译器不将所有权语义附加到*const T；结构S中的该字段仅表示S和T之间没有关系，因此就S和T类型中的生存​​期关系而言，没有施加任何约束(至少从dropck的角度来看)。

因此，如果Vec<T>仅具有*const T，则递归下降到向量的结构中将无法捕获向量与向量中包含的T实例之间的所有权关系。这样，再结合#[may_dangle]上的T属性，将使编译器接受不正确的代码(即T的析构函数最终试图访问已被释放的数据的情况)。

但:Vec<T>不只包含*const T。还有一个PhantomData<T>，它向编译器传达“嘿，即使您可以假定(由于#[may_dangle] T的影响)，当向量被删除时，Vec的析构函数也不会访问T的数据，但仍有可能删除向量后，T的析构函数本身将访问T的数据。”

最终效果:给定 Vec<T>，如果 T没有析构函数，那么编译器将为您提供更大的灵活性(即，它允许向量使用引用与该向量本身存在相同时间的数据来保存数据。 ，即使此类数据可能在向量之前就已被删除)。但是，如果 T确实有一个析构函数(并且该析构函数没有以其他方式与编译器进行通讯，表明它不会访问任何引用的数据)，则编译器会更加严格，要求任何引用的数据都严格地超出向量的生命周期(因此请确保如果 T的析构函数运行，则所有引用的数据仍然有效)。

关于rust - 在 `PhantomData`的实现中 `Vec`到底在做什么？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/41533508/

上一篇：rust - 是否可以在 Rust 中使用 SIMD 指令？

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Answer 1

PhantomData<T>中的Vec<T>(通过Unique<T>中的RawVec<T>间接持有)传达给编译器，该向量可能拥有T实例，因此，当该向量被删除时，该向量可能会对T运行析构函数。

深入探讨:我们在这里综合考虑多种因素:

我们有一个Vec<T>，其中包含一个impl Drop(即析构函数实现)。

在RFC 1238规则下，通常要求Vec<T>内的所有生存期都严格超过向量，这通常意味着T实例与T内发生的任何生存期之间存在关系。

但是，Vec<T>的析构函数通过使用特殊的不稳定属性(参见RFC 1238和RFC 1327)专门针对(Vec<T>本身的)析构函数选择退出此语义。这允许向量保存与向量本身具有相同生存期的引用。这被认为是声音；毕竟，只要有一个重要的警告说明，向量本身就不会取消引用此类引用所指向的数据(其所有工作就是丢弃值并取消分配后备数组)。

重要的警告:尽管向量本身在销毁自身时不会在其包含的值内取消对指针的引用，但会丢弃该向量所持有的值。如果T类型的值本身具有析构函数，则T的那些析构函数将运行。而且，如果那些析构函数访问其引用中保存的数据，那么如果我们允许在这些引用中悬挂指针，就会出现问题。

因此，我们将进行更深入的研究:确定给定结构S的dropck有效性的方式，首先要仔细检查S本身是否具有impl Drop for S(如果是，我们就其类型参数对S实现规则)。但是即使在这一步之后，我们仍然递归地进入S本身的结构，并根据dropck仔细检查其每个字段是否一切正常。 (请注意，即使使用S标记了#[may_dangle]的类型参数，我们也会这样做。)

在这种特定情况下，我们有一个Vec<T>(通过RawVec<T>/Unique<T>间接地)拥有一个T类型的值的集合，以原始指针*const T表示。但是，编译器不将所有权语义附加到*const T；结构S中的该字段仅表示S和T之间没有关系，因此就S和T类型中的生存​​期关系而言，没有施加任何约束(至少从dropck的角度来看)。

因此，如果Vec<T>仅具有*const T，则递归下降到向量的结构中将无法捕获向量与向量中包含的T实例之间的所有权关系。这样，再结合#[may_dangle]上的T属性，将使编译器接受不正确的代码(即T的析构函数最终试图访问已被释放的数据的情况)。

但:Vec<T>不只包含*const T。还有一个PhantomData<T>，它向编译器传达“嘿，即使您可以假定(由于#[may_dangle] T的影响)，当向量被删除时，Vec的析构函数也不会访问T的数据，但仍有可能删除向量后，T的析构函数本身将访问T的数据。”

最终效果:给定 Vec<T>，如果 T没有析构函数，那么编译器将为您提供更大的灵活性(即，它允许向量使用引用与该向量本身存在相同时间的数据来保存数据。 ，即使此类数据可能在向量之前就已被删除)。但是，如果 T确实有一个析构函数(并且该析构函数没有以其他方式与编译器进行通讯，表明它不会访问任何引用的数据)，则编译器会更加严格，要求任何引用的数据都严格地超出向量的生命周期(因此请确保如果 T的析构函数运行，则所有引用的数据仍然有效)。