multithreading - 如何防止自动执行 Sync

Question

我有一个包含不安全代码的结构，方法如下:

use std::sync::Arc;
use std::thread;

#[derive(Debug)]
struct Foo<T> {
    items: Vec<Box<(T, String)>>,
}

impl<T> Foo<T> {
    pub fn add_element(&self, element: T, key: String) {
        if !(self.items.iter().any( |i| i.1 == key)) {
            let mut items = unsafe {change_mut(&(self.items))};
            items.push(Box::new((element,key)));
        }
    }
}

unsafe fn change_mut<T>(x: &T) -> &mut T { // changes &self to &mut self
    &mut *(x as *const T as *mut T)
}

fn main() {
    let foo = Arc::new(Foo { items: vec!() });
    let clone = foo.clone();

    // This should not be possible, as it might lead to UB
    thread::spawn(move || clone.add_element(1, String::from("one")));

    println!("{:?}", *foo);

}

这个结构是完全安全的，直到有人开始在多线程中使用这个方法。但是，由于该结构仅包含一个 Vec<Box<T,String>> , Sync默认情况下实现，我想阻止。

我找到了两种方法来做到这一点，这两种方法都不是很好......

1. 添加一个不实现 Sync 的结构字段例如 *const u8 ，这显然是相当糟糕的，因为它最终会导致不必要和不清楚的代码，并且没有清楚地表明我的意图。

2. impl !Sync for Struct {}在稳定版上不可用，将根据 this issue 删除.相应的错误告诉我改用标记类型，但是 the documention也没有提供解决我的问题的方法。

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error: negative trait bounds are not yet fully implemented; use marker types for
 now (see issue #13231)
  --> src\holder.rs:44:1
   |
44 | impl !Sync for Struct {}
   | ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

Answer 1

Rust 中的内部可变性需要¹ 使用 UnsafeCell 向编译器提示正常规则不适用。

因此，您的结构应该如下所示:

#[derive(Debug)]
struct Foo<T> {
    items: UnsafeCell<Vec<Box<(T, String)>>>,
}

然后，执行 add_element调整为:

impl<T> Foo<T> {
    pub fn add_element(&self, element: T, key: String) {
        if !(self.items.iter().any( |i| i.1 == key)) {
            let mut items = unsafe { &mut *self.items.get() };
            //                       ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
            items.push(Box::new((element,key)));
        }
    }
}

UnsafeCell的使用使 change_mut完全没有必要:这是 UnsafeCell 的目的，毕竟，允许内部可变性。注意它是如何 get方法返回一个原始指针，如果没有 unsafe 就不能解除引用。 block 。

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自 UnsafeCell不执行 Sync , Foo<T>不会实现 Sync两者都可以，因此无需使用否定实现或任何标记。

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¹ 如果您不直接使用它，您使用的抽象很可能是建立在它之上的。它尽可能特别:它是一个 lang 项，由其属性 #[lang = "unsafe_cell"] 表示.