Rust生命周期

Rust生命周期详解

一些规则

1. &T 类型实现自动实现了Copy trait，所以可以直接拷贝
2. &mut T 类型没有实现了Copy trait
3. T 类型可以表示：&T 和 &mut T 和 T 类型
4. 形变规则：

例子

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struct Foo<'a, 'b> {
    a: &'a str,
    b: &'b str,
}

fn main() {
    let a = String::from("hello");
    let b = String::from("world");
    let foo = Foo { a: &a, b: &b };
    println!("{}, {}", foo.a, foo.b);
}

生命周期省略规则

函数上的生命周期省略规则

1. 参数中省略的每个生命周期类型参数都会（被推断）成为一个独立的生命周期类型参数。
2. 如果参数中只使用了一个生命周期（省略或不省略都行），则将该生命周期作为所有省略的输出生命周期类型参数。
3. 如果接受者(receiver)类型为 &Self 或 &mut Self，那么对 Self 的引用的生命周期会被作为所有省略的输出生命周期类型参数。

默认的 trait对象的生命周期

如果将 trait对象用作泛型类型的类型参数，则首先使用此容器泛型来尝试为此 trait对象推断一个约束（来替代那个假定的生命周期）。

1. 如果存在来自此容器泛型的唯一约束，则该约束就为此 trait对象的默认约束
2. 如果此容器泛型有多个约束，则必须指定一个约显式束为此 trait对象的默认约束

如果这两个规则都不适用，则使用该 trait对象的声明时的 trait约束：

1. 如果原 trait 声明为单生命周期约束，则此 trait对象使用该约束作为默认约束。
2. 如果 ‘static 被用做原 trait声明的任一一个生命周期约束，则此 trait对象使用 ‘static 作为默认约束。
3. 如果原 trait声明没有生命周期约束，那么此 trait对象的生命周期会在表达式中根据上下文被推断出来，在表达式之外直接用 ‘static。

例子

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struct S;

fn f1<'a, 'b>(rb: &'b &'a S) -> &'a S {
    *rb
}

fn f2<'a, 'b>(rb: &'b mut &'a S) -> &'a S {
    *rb
}

fn f3<'a, 'b>(rb: &'b &'a mut S) -> &'a S {
    *rb
}

fn f4<'a, 'b>(rb: &'b mut &'a mut S) -> &'a S {
    *rb
}

fn f5<'a, 'b>(rb: &'b mut &'a mut S) -> &'a mut S {
    *rb
}

分析：

• f1: *rb 的生命周期是 'c S，又因为返回的是 &'a S，又因为‘c S实现了 Copy trait，可以直接拷贝，所以没问题。
• f2: *rb 的生命周期是 'c S，又因为返回的是 &'a S，又因为‘c S实现了 Copy trait，可以直接拷贝，所以没问题。
• f3: *rb 的生命周期是 'c mut S，又因为返回的是 &'a S，又因为‘c mut S没有实现Copy trait，不能直接拷贝，所以存在问题。
  • 解决方案：添加生命周期约束：<‘a, ‘b:‘a>, 从&'b &'a mut S可以看出，'b 必须是 'a 的子生命周期，即：'a: 'b, 添加'b:'a后天可以判断出'a='b, 又因为 *rb 的生命周期是 'c mut S,隐含了 'c: 'b, 所以 &'a S 是 'c mut S 的子生命周期，所以可以解决问题。
• f4: *rb 的生命周期是 'c S，又因为返回的是 &'a S，又因为‘c S没有实现Copy trait，不能直接拷贝，所以存在问题，解决方案同f3。
• f5: *rb 的生命周期是 'c S，又因为返回的是 &'a mut S，又因为‘c S没有实现 Copy trait，所以不能直接拷贝，所以存在问题，解决方案同f3。

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fn fetch<'a, 'b>(trace_id: &'a str, span_id: &'b str) -> Box<dyn Future<Output = ()>> {
    Box::new(async move {
        println!("{}", trace_id);
        println!("{}", span_id);
    })
}

fn fetchv2<'a, 'b>(trace_id: &'a str, span_id: &'b str) -> Box<impl Future<Output = ()>> {
    Box::new(async move {
        println!("{}", trace_id);
        println!("{}", span_id);
    })
}

分析：

• fetch: 编译失败。对于动态分发会遵循：如果原 trait声明没有生命周期约束，那么此 trait对象的生命周期会在表达式中根据上下文被推断出来，在表达式之外直接用 ‘static。即它的生命周期为Box<dyn Future<Output = ()> + 'static>,即可添加生命周期约束<'a, 'b: 'a>解决

• fetchv2: 编译成功。对于静态分发，编译器会根据上下文推断出生命周期，所以不需要添加生命周期约束。