Rust语言内存管理之妙

首发于个人rust 学习日记

规则

• Rust 中的每个值都有一个被称为其 全部者（owner）的变量。
• 值有且只有一个全部者。
• 当全部者（变量）离开做用域，这个值将被丢弃。(Rust 在结尾的 }处自动调用 drop释放内存)
• 移动（堆内存变量），当值(s1)被赋值给另一个变量(s2)后，rust则认为变量s1，再也不有效。
• 栈类型变量无移动的说法（没有深浅拷贝的区别）
• 将值传递给函数在语义上与给变量赋值类似

变量与数据的交互（move）

• 将 5 绑定到 x；接着生成一个值 x 的拷贝并绑定到 y。如今有了两个变量，x 和 y，都等于 5。由于正数是有已知固定大小的简单值，因此这两个 5 被放入了栈中（重点：两个值都放入栈中了）。

  let x = 5;
  let y = x;
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• s1 和 s2 这两个变量指向相同的地址（hello分配的堆内存）。

  let s1 = String::from("hello");
  let s2 = s1;
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• 图1-1（s1 的内存引用图）

• 图1-2（s1和s2的引用图（错误）其余语言js\go 是这样的）

• 图1-3（s1和s2的引用图（正确）rust 是这样的，s1赋值s2后,Rust 则认为 s1 再也不有效）

当值(s1)被赋值给另一个变量(s2)后，rust则认为变量s1，再也不有效（图1-3）

• Rust 在结尾的 }（做用域结束后） 处自动调用 drop（释放内存）。
• 如上图，当 s2 和 s1 离开做用域，他们都会尝试释放相同的内存。这是一个叫作 二次释放（是错误的）。
• 为了确保内存安全，Rust 则认为 s1 再也不有效，所以 Rust 不须要在 s1 离开做用域后清理任何东西，以下案例。

  fn main() {
      let s1 = String::from("hello");
      let s2 = s1;
  
      // 本行会报错 value borrowed here after move
      println!("{}, world!", s1);
  }
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克隆（深拷贝）

• 实现以下图，赋值变量的同时，进行数据拷贝的方案，rust也是支持的
• 这段代码能正常运行,产生的变量内存如图1-4

  fn main() {
      let s1 = String::from("hello");
      let s2 = s1.clone();
  
      println!("s1 = {}, s2 = {}", s1, s2);
  } 
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• 图1-4

栈类型变量无移动的说法(纯拷贝)

• x,y是编译时肯定大小的类型，所以整个存储在栈上，因此拷贝其实际的值是快速的。所以rust对栈变量进行纯拷贝，便不会形成性能的影响。
• 也就意味着建立变量 y 后， 不必使x 无效。

let x = 5;
let y = x;

println!("x = {}, y = {}", x, y);
// x = 5, y = 5
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将值传递给函数在语义上与给变量赋值类似

fn main() {
    let s = String::from("hello");  // s 进入做用域

    run_move(s);                    // s 的值移动到函数里,s失效
                                    // 所以到这里，s再也不有效
    /* 将会报错：由于s已经被move 报错信息：will error value borrowed here after move println!("s:{}",s); */
    let x = 5;                      // x 进入做用域

    run_copy(x);                    // x 应该移动函数里
    println!("x:{}",x);             // 由于 x 是 栈变量，由于不会被 move 使失效

} 
// x 移出了做用域，
// s 移出了做用域但,由于 s 的值已被移走，因此不会有特殊操做

fn run_move(some_string: String) { // some_string 进入做用域
    println!("run_move:{}", some_string);
} // 这里，some_string 移出做用域并调用 `drop` 方法。占用的内存被释放

fn run_copy(some_integer: i32) { // some_integer 进入做用域
    println!("run_copy:{}", some_integer);
} // some_integer 移出做用域
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