oop - 具有 Box 字段并实现异步特征的 Rust 结构

Question

我遇到了具有 Box 字段和 impl 异步特征的结构的问题。具体来说

error: future cannot be sent between threads safely

看起来发生错误是因为我在 impl 是异步特征的结构中使用了 Box 字段。
以下是我要完成的工作和遇到的问题的一个最小示例。你可以找到它的游乐场 here .

use async_trait::async_trait;

// My traits
#[async_trait]
pub trait InnerTrait {
    async fn inner_fn(&self) -> Result<(), ()>;
}

#[async_trait]
pub trait OuterTrait {
    async fn outer_fn(&self) -> Result<(), ()>;
}

// My structs
pub struct InnerStruct {}

impl InnerStruct {
    pub fn new() -> impl InnerTrait {
        InnerStruct {}
    }
}

pub struct OuterStruct {
    inner_trait: Box<dyn InnerTrait>,
}

impl OuterStruct {
    pub fn new(inner_trait: Box<dyn InnerTrait>) -> impl OuterTrait {
        OuterStruct { inner_trait }
    }
}

// My trait impls
#[async_trait]
impl InnerTrait for InnerStruct {
    async fn inner_fn(&self) -> Result<(), ()> {
        println!("InnerStruct.inner_fn");
        Ok(())
    }
}

#[async_trait]
impl OuterTrait for OuterStruct {
    async fn outer_fn(&self) -> Result<(), ()> {
        println!("OuterStruct.outer_fn");
        self.inner_trait.inner_fn().await;
        Ok(())
    }
}

#[tokio::main]
async fn main() {
    let inner_trait: Box<dyn InnerTrait> = Box::new(InnerStruct::new());
    let outter_trait: Box<dyn OuterTrait> = Box::new(OuterStruct::new(inner_trait));
    outter_trait.outer_fn().await;
}

首先，我该如何解决这个问题？
其次，我本质上是在尝试为结构编写特征，以便可以轻松地将 impl'ing 结构与其他结构交换出来，类似于我在 Java 中为对象编写接口(interface)的方式。我意识到这可能不是我在 Rust 中考虑组件设计的方式，但我是一个初学者，不确定什么是处理基于 trait 的设计的正确方法。如果这不是惯用的 Rust，您将如何重新设计它以使其仍能实现设计目标(在堆栈上下创建和使用特征以允许轻松的 impl 交换)？
谢谢。

Answer 1

异步 fns 由 async_trait 转换进入以下:

fn your_function<'async_trait>(
        &'async_trait self,
    ) -> Pin<Box<dyn std::future::Future<Output = ()> + Send + 'async_trait>>
    where
        Self: Sync + 'async_trait,

注意 Send和 Sync requirements，它告诉编译器 future 可以在线程之间传输和共享。如果您使用像 tokio 这样的多线程执行器，这将非常有用。 .
如果您不需要线程安全的 future ，您可以避免使用 Send和 Sync使用 #[async_trait(?Send)] 设置在异步 trait 方法上的界限:

#[async_trait(?Send)]
pub trait InnerTrait {
    async fn inner_fn(&self) -> Result<(), ()>;
}

#[async_trait(?Send)]
impl InnerTrait for InnerStruct {
    async fn inner_fn(&self) -> Result<(), ()> {
        println!("InnerStruct.inner_fn");
        Ok(())
    }
}

另一方面，如果您需要线程安全的 future ，您可以添加 Send和 Sync将满足 async_trait 的结构的界限 future 要求:

pub struct OuterStruct {
    inner_trait: Box<dyn InnerTrait + Send + Sync>,
}