Question

这是一个有争议的话题，所以让我先解释一下我的用例，然后再谈谈实际问题。

我发现，对于一堆不安全的东西，确保你不会泄漏记忆是很重要的;如果您开始使用transmute()和forget()，这实际上很容易实现。例如，将盒装实例传递给C代码一段任意时间，然后将其取回并“恢复”它。使用transmute。

想象一下，我有这种API的安全包装器：

trait Foo {}
struct CBox;

impl CBox {
    /// Stores value in a bound C api, forget(value)
    fn set<T: Foo>(value: T) {
        // ...
    }

    /// Periodically call this and maybe get a callback invoked
    fn poll(_: Box<Fn<(EventType, Foo), ()> + Send>) {
        // ...
    }
}

impl Drop for CBox {
    fn drop(&mut self) {
        // Safely load all saved Foo's here and discard them, preventing memory leaks
    }
}

为了测试这是实际没有泄漏任何内存，我想要一些像这样的测试：

#[cfg(test)]
mod test {

    struct IsFoo;
    impl Foo for IsFoo {}
    impl Drop for IsFoo {
        fn drop(&mut self) {
            Static::touch();
        }
    }

    #[test]
    fn test_drops_actually_work() {
        guard = Static::lock(); // Prevent any other use of Static concurrently
        Static::reset(); // Set to zero
        {
            let c = CBox;
            c.set(IsFoo);
            c.set(IsFoo);
            c.poll(/*...*/);
        }
        assert!(Static::get() == 2); // Assert that all expected drops were invoked
        guard.release();
    }
}

如何创建这种类型的静态单例对象？

它必须使用Semaphore样式的防护锁来确保多个测试不会同时运行，然后不安全地访问某种静态可变值。

我想也许this implementation would work，但实际上它失败了，因为偶尔竞争条件会导致init重复执行：

/// Global instance
static mut INSTANCE_LOCK: bool = false;
static mut INSTANCE: *mut StaticUtils = 0 as *mut StaticUtils;
static mut WRITE_LOCK: *mut Semaphore = 0 as *mut Semaphore;
static mut LOCK: *mut Semaphore = 0 as *mut Semaphore;

/// Generate instances if they don't exist
unsafe fn init() {
    if !INSTANCE_LOCK {
        INSTANCE_LOCK = true;
        INSTANCE = transmute(box StaticUtils::new());
        WRITE_LOCK = transmute(box Semaphore::new(1));
        LOCK = transmute(box Semaphore::new(1));
    }
}

特别注意，与正常程序不同，您可以确定您的入口点（main）始终在单个任务中运行，Rust中的测试运行器不提供任何类型的单一入口点。

显然，除了指定最大任务数外;给出了几十个测试，只有极少数需要做这种事情，并且将测试任务池限制为只有一个这样的情况是缓慢而毫无意义的。

Answer 1

它看起来像std::sync::Once的用例：

use std::sync::{Once, ONCE_INIT};
static INIT: Once = ONCE_INIT;

然后在你的测试中调用

INIT.doit(|| unsafe { init(); });

Once保证您的init只会被执行一次，无论您拨打INIT.doit()多少次。

Answer 2

另见lazy_static，它使事情更符合人体工程学。它与每个变量的静态Once基本相同，但将其包装在实现Deref的类型中，以便您可以像普通引用一样访问它。

用法如下所示（from the documentation）：

#[macro_use]
extern crate lazy_static;

use std::collections::HashMap;

lazy_static! {
    static ref HASHMAP: HashMap<u32, &'static str> = {
        let mut m = HashMap::new();
        m.insert(0, "foo");
        m.insert(1, "bar");
        m.insert(2, "baz");
        m
    };
    static ref COUNT: usize = HASHMAP.len();
    static ref NUMBER: u32 = times_two(21);
}

fn times_two(n: u32) -> u32 { n * 2 }

fn main() {
    println!("The map has {} entries.", *COUNT);
    println!("The entry for `0` is \"{}\".", HASHMAP.get(&0).unwrap());
    println!("A expensive calculation on a static results in: {}.", *NUMBER);
}

请注意，autoderef意味着只要在静态变量上调用方法，就不必使用*。变量将在第一次Deref'时初始化。

但是，lazy_static变量是不可变的（因为它们位于引用之后）。如果你想要一个可变的静态，你需要使用Mutex：

lazy_static! {
    static ref VALUE: Mutex<u64>;
}

impl Drop for IsFoo {
    fn drop(&mut self) {
        let mut value = VALUE.lock().unwrap();
        *value += 1;
    }
}

#[test]
fn test_drops_actually_work() {
    // Have to drop the mutex guard to unlock, so we put it in its own scope
    {
        *VALUE.lock().unwrap() = 0;
    }
    {
        let c = CBox;
        c.set(IsFoo);
        c.set(IsFoo);
        c.poll(/*...*/);
    }
    assert!(*VALUE.lock().unwrap() == 2); // Assert that all expected drops were invoked
}

你怎么能在Rust中制作一个安全的静态单例？

2 个答案: