Rust系统编程之内存模型

1.所有权（owenership）

1.1 规则

• Rust 中的每一个值都有一个所有者（owner）
• 值在任一时刻有且只有一个所有者
• 当所有者（变量）离开作用域，这个值将被丢弃（销毁）

1.1 解释

Rust中每一个复杂类型都被一个unique_ptr包裹，如下图所示：

这使得在这个对象离开作用域的时候会自动调用drop函数来销毁，满足RAII思想。

对于默认的赋值操作，全部发生的是移动语义，如下代码：

let a = "hello World".to_string();
let b = a;		// 此时将a移动到b

上面操作本质上是将在栈上的智能指针对象进行值拷贝，然后在编译器语法层面控制变量a不可用，汇编代码如下：

此时String对象的所有者从a转到了b，最终在局部变量离开作用域时调用drop函数进行销毁。

1.3 指定深拷贝

let a = "hello World".to_string();
let b = a.clone();		// 此时深拷贝a的数据，a继续有效

相关汇编实现如下：

上述规则适用于一切赋值，包括参数传递和返回值。

2.引用

2.1 不可变引用

let a = "hello World".to_string();
let b = &a;

汇编代码如下：

b中仅仅保存了一份a智能指针对象在栈上的地址。

2.2 可变引用

let mut a = "hello World".to_string();
let b = &mut a;

可变与不可变只在编译器语法层面区分，在汇编中一致。

2.3 互斥性

只能出现以下两种情况之一：

• 一个可变引用，0个不可变引用
• 0个可变引用，若干个不可变引用

2.内存模型

2.1 对象控制权转移

a.赋值

let a = "hello".to_string();
a = "world".to_string();

此时的内存模型如下：

此时存在栈上的智能指针对象a已经用于管理另外一块内存，而原来的内存在此时应该被释放。

b.拷贝

let a = "hello".to_string();
let b = a;

此时的内存模型如下：

此时存在于栈上的智能指针b用于管理a的资源，a必须放弃管理，否则在退出时会造成double free。