rust - 为什么递归异步函数需要 Rust 中的“静态参数”？

Question

给定一个简单的异步函数:

async fn foo(n: usize) -> usize {
    if n > 0 { foo(n - 1).await }
    else { 0 }
}

编译器提示 async fn必须重写以返回盒装 dyn Future .

| async fn foo(n: usize) -> usize {
|                           ^^^^^ recursive `async fn`
  = note: a recursive `async fn` must be rewritten to return a boxed `dyn Future`.

For more information about this error, try `rustc --explain E0733`.

编译器解释( rustc --explain E0733 ):

为了实现异步递归， async fn需要脱糖
使得 Future在返回类型中是明确的:

use std::future::Future;
fn foo_desugared(n: usize) -> impl Future<Output = ()> {
    async move {
        if n > 0 {
            foo_desugared(n - 1).await;
        }
    }
}

最后， future 被包裹在一个固定的盒子里:

use std::future::Future;
use std::pin::Pin;
fn foo_recursive(n: usize) -> Pin<Box<dyn Future<Output = ()>>> {
    Box::pin(async move {
        if n > 0 {
            foo_recursive(n - 1).await;
        }
    })
}

Box<...>确保结果的大小已知，
并且需要引脚将其保存在内存中的同一位置。

现在考虑这个代码:

fn foo(n: &usize) -> Pin<Box<dyn Future<Output = usize>>> {
    Box::pin(async move {
        if *n > 0 {
            foo(&n).await
        } else {
            0
        }
    })
}

编译器提示 &n 的生命周期应该是 'static .

|   fn foo(n: &usize) -> Pin<Box<dyn Future<Output = usize>>> {
|             ------ help: add explicit lifetime `'static` to the type of `n`: `&'static usize`
| /     Box::pin(async move {
| |         if *n > 0 {
| |             foo(&n).await
| |         } else {
| |             0
| |         }
| |     })
| |______^ lifetime `'static` required

请帮助我了解发生了什么 .

Answer 1

除非另有说明，否则 Trait 对象 ( dyn Trait ) 将默认具有静态生命周期。因此，没有指定生命周期的盒装 future (和其他特征)不能依赖于借用的数据，除非该数据是为 'static 借用的。生命周期。 (这是您的错误消息所提示的)。

要解决此问题，您可以明确指定生命周期，也可以仅使用 '_ ，在这种情况下，它将使用 n: &usize 的省略生命周期范围:

//        .--  will use elided lifetime from here
//        v                      v--  give the future a non-'static lifetime
fn foo(n: &usize) -> Pin<Box<dyn '_ + Future<Output = usize>>> {
// or: fn foo<'a>(n: &'a usize) -> Pin<Box<dyn 'a + Future<Output = usize>>>
    Box::pin(async move {
        if *n > 0 {
            foo(&n).await // <-- no error, as the future lifetime now depends on the
                          //     lifetime of n instead of having a 'static lifetime
        } else {
            0
        }
    })
}