Question

Rust标准库中有几种包装类型：

std::cell module中的单元格：Cell和RefCell
引用计数包装器，如Rc和Arc。
std::sync module中的类型：Mutex或AtomicBool例如

据我所知，这些包装器提供了比简单参考更多的可能性。虽然我理解了一些基础知识，但我看不到整体情况。

他们到底做了什么？细胞和参考计数的家族是否提供正交或类似的特征？

Answer 1

Rust中有两个基本概念：

所有权，
可变性。

各种指针类型（Box，Rc，Arc）与所有权有关：它们允许控制是否有单个或多个所有者单个对象。

另一方面，各种单元格（Cell，RefCell，Mutex，RwLock，AtomicXXX）与 Mutability < / em>的

Rust的安全性的基本规则是别名XOR可变性。也就是说，如果没有对其内部的未完成引用，则只能安全地改变对象。

此规则通常在编译时由借用检查程序执行：

如果您有&T，则您不能在范围内对同一个对象&mut T，

如果你有&mut T，你也不能在范围内对同一个对象有任何引用。

然而，有时候，这还不够灵活。有时你需要（或想要）能够对同一个对象进行多次引用然后改变它。输入单元格。

Cell和RefCell的想法是允许以受控方式存在别名的可变性：

Cell阻止形成对其内部的引用，避免悬空引用，

RefCell将别名XOR Mutability 的强制执行从编译时转移到运行时。

此功能有时被描述为提供内部可变性，这是一个实际上可以突变从外部（&T）看起来不可变的对象。

当此可变性扩展到多个线程时，您将使用Mutex，RwLock或AtomicXXX;它们提供相同的功能：

AtomicXXX只是Cell：没有引用内部，只是移入/移出，

RwLock只是RefCell：可以通过警卫获取对内部的引用，

Mutex是RwLock的简化版本，不区分只读后卫和写保护;因此在概念上类似于只有RefCell方法的borrow_mut。

如果你来自C ++背景：

Box是unique_ptr，

Arc是shared_ptr，

Rc是shared_ptr的非线程安全版本。

细胞提供与mutable类似的功能，除了有额外的保证以避免混叠问题;将Cell视为std::atomic，将RefCell视为std::shared_mutex的非线程安全版本（如果采取锁定则抛出而不是阻止）。

Answer 2

感谢Matthieu's good answer，这是一个帮助人们找到所需包装器的图表：

+-----------+
| Ownership |
+--+--------+                              +================+
   |                         +-Static----->| T              |(1)
   |                         |             +================+
   |                         |
   |                         |             +================+
   |          +-----------+  | Local    Val| Cell<T>        |(1)
   +-Unique-->| Borrowing +--+-Dynamic---->|----------------|
   |          +-----------+  |          Ref| RefCell<T>     |(1)
   |                         |             +================+
   |                         |
   |                         |             +================+
   |                         | Threaded    | AtomicT        |(2)
   |                         +-Dynamic---->|----------------|
   |                                       | Mutex<T>       |(1)
   |                                       | RwLock<T>      |(1)
   |                                       +================+
   |
   |
   |                                       +================+
   |                         +-No--------->| Rc<T>          |
   |                         |             +================+
   | Locally  +-----------+  |
   +-Shared-->| Mutable?  +--+             +================+
   |          +-----------+  |          Val| Rc<Cell<T>>    |
   |                         +-Yes-------->|----------------|
   |                                    Ref| Rc<RefCell<T>> |
   |                                       +================+
   |
   |
   |                                       +================+
   |                         +-No--------->| Arc<T>         |
   |                         |             +================+
   | Shared   +-----------+  |
   +-Between->| Mutable?  +--+             +================+
     Threads  +-----------+  |             | Arc<AtomicT>   |(2)
                             +-Yes-------->|----------------|
                                           | Arc<Mutex<T>>  |
                                           | Arc<RwLock<T>> |
                                           +================+

在这些情况下，T可以替换为Box<T>
T为bool或数字

AtomicT

要知道您是应该使用Mutex还是RwLock，请参阅this related question。

需要关于Rust的细胞和参考计数类型的整体解释

2 个答案: