如何在Rust中获得一个简单的可变线程本地结构体？

Question

我正在构建一个带有垃圾回收器的解释器。我想要一个线程本地的幼儿园区域和一个共享的老年区域。我在设置幼儿园时遇到了问题。我已经有：

const NurserySize : usize = 25000;
#[thread_local]
static mut NurseryMemory : [usize;NurserySize] = [0;NurserySize];
thread_local! {
    static Nursery: AllocableRegion = AllocableRegion::makeLocal(unsafe{&mut NurseryMemory});
}
#[cfg(test)]
mod testMemory {
    use super::*;
    #[test]
    fn test1() {
        Nursery.with(|n| n.allocObject(10));
    }
}

第一个问题是为什么需要使用unsafe - NurseryMemory是线程本地的，因此无法进行不安全的访问？

第二个问题是如何实际使用它？代码位于 playground，但它不能编译，并且我尝试修复它的尝试似乎使情况更糟。

- Dave Mason

Answer 1

1. 为什么需要Unsafe才能获取对可变ThreadLocal的引用？

与获取普通可变静态变量的引用需要使用Unsafe相同，因为在安全代码中您可能会创建显然不正确的别名mut指针。以下代码错误地创建了两个对可变线程本地变量的可变引用：

#![feature(thread_local)]

#[thread_local]
static mut SomeValue: Result<&str, usize> = Ok("hello world");

pub fn main() {

let first = unsafe {&mut SomeValue};
let second = unsafe {&mut SomeValue};

  if let Ok(string) = first {
    *second = Err(0); // should invalidate the string reference, but it doesn't 
    println!("{}", string) // as first and second are considered to be disjunct
  } 
  
}

first即使不是可变引用，这个问题也会存在。

2. 如何修复代码？

可以使用RefCell将其放在AllocatableRegion周围，以动态强制借用内部值。

const NurserySize : usize = 25000;
#[thread_local]
static mut NurseryMemory : [usize;NurserySize] = [0;NurserySize];

thread_local! {
    static Nursery: RefCell<AllocableRegion> = RefCell::new(AllocableRegion::makeLocal(unsafe{&mut NurseryMemory}));
}

#[cfg(test)]
mod testMemory {
    use super::*;
    #[test]
    fn test1() {
        Nursery.with(|n| n.borrow_mut().allocObject(10));
    }
}

- Skgland

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谢谢，解决了我的问题。我开始同意Rust比C更好，而不是比C++更好。也许只是因为我还没有完全理解Rust（我只写过几千行Rust代码，而在C、SML、Java和Smalltalk中我已经写了20,000多行），但对于这个应用程序来说，Rust既有帮助又有阻碍。坦率地说，如果我用我（非常纪律性）的C来做这个项目，我可能已经完成了，而在Rust中，我还没有完成25%的进度。 - Dave Mason

我不认为你的“为什么”实际上是一个“为什么”。那和let foo: Foo; let r1: = &mut foo; let r2 = &mut foo;有什么区别？我认为除了这是借用检查器的限制之外，没有其他好的理由，这个问题应该在某个时候得到解决。 - Josu Goñi

Answer 2

在Rust中，您不需要使用unsafe来创建可变的线程本地结构。但是，Nursery需要是一个RefCell。这就足够了：

use std::cell::RefCell;

const NURSERY_SIZE: usize = 300;

thread_local! {
    static NURSERY: RefCell<[usize; NURSERY_SIZE]> = RefCell::new([0; NURSERY_SIZE]);
}

#[cfg(test)]
mod test_memory {
    use super::*;
    #[test]
    fn test1() {
        NURSERY.with(|n| n.borrow_mut()[10] = 20);
    }
}

Rust Playground 链接

- Joseph