如何在互斥锁内返回静态哈希表中的项的引用？

Question

如何在互斥锁内返回静态哈希表中的项的引用？

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我试图访问一个静态哈希表用于读写，但是我总是收到错误：

use std::collections::HashMap;
use std::sync::Mutex;

pub struct ModuleItem {
    pub absolute_path: String,
}

lazy_static! {
    static ref MODULE_MAP: Mutex<HashMap<i32, ModuleItem>> = Mutex::new(HashMap::new());
}

pub fn insert(identity_hash: i32, module_item: ModuleItem) {
    MODULE_MAP
        .lock()
        .unwrap()
        .insert(identity_hash, module_item);
}

pub fn get(identity_hash: i32) -> Option<&'static ModuleItem> {
    MODULE_MAP.lock().unwrap().get(&identity_hash).clone()
}

但是在调用get函数时，出现了错误无法返回引用临时值

我尝试过使用.cloned()、.clone()甚至什么都不用，但我无法让它正常工作。你能帮帮我吗？

- Alexandre

因为这个问题的性质有太多不同的微妙之处与链接的问题不适用，而且两组答案似乎有足够的区别来区分，所以我删除了这个重复目标。 - E net4

2个回答

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可以查看英文原文，
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- Masklinn · Answer 1

我尝试使用 .cloned()、.clone() 或者什么都不用，但是我无法让它工作。你能帮我吗？

Option::clone 只是克隆底层结构，而在这种情况下，底层结构是一个 &ModuleItem，因此它只是克隆引用，你仍然有一个引用，但你不能返回它，因为你只能在持有锁时访问哈希映射的内容（否则它将无法工作）。

Option::cloned 实际上是通过引用克隆所持有的对象，但在这里无法编译，因为 ModuleItem 无法被克隆。

首先，你必须返回一个 Option，你不能返回对映射内容的引用，因为锁将在函数结束时释放，你不能跨互斥体边界保持哈希映射内容的句柄，因为它们可能随时消失（例如，另一个线程可能会移动它们，甚至清除整个映射）。

然后复制 ModuleItem，可以通过在 ModuleItem 上派生 Clone（然后调用 Option::cloned）或手动创建一个新的 ModuleItem 来实现。

pub fn get(identity_hash: i32) -> Option<ModuleItem> {
    MODULE_MAP.lock().unwrap().get(&identity_hash).map(|m| 
        ModuleItem { absolute_path: m.absolute_path.clone() }
    )
}

如果您需要频繁地获取键并担心性能问题，您可以始终存储Arc<ModuleItem>。这会有一定的成本（因为它是一个指针，所以您的字符串现在在两个指针后面），但克隆Arc非常便宜。

为了避免双重指针，您可以将ModuleItem变成一个不定长类型，并将其存储为str，但是...这样做很难处理，所以我不建议这样做。

- schrieveslaach · Answer 2

函数 get 无法使用静态生命周期，因为该数据不会在程序的整个生命周期中存在 (来自 Rust 书籍)：

引用生命周期 'static 表示被引用的数据在整个运行程序的生命周期中存在。但它仍可强制转换为更短的生命周期。

所以你必须返回非静态引用或者 HashMap 的值的副本。引用不可能，因为 MODULE_MAP.lock().unwrap() 返回一个 MutexGuard，是一个临时变量，持有 HashMap。而 HashMap 的 get() 返回一个引用。

由于临时的 MutexGuard 在函数结束时将被销毁，get 返回的引用将指向一个临时值。

为了解决这个问题，您可以使ModuleItem可克隆，并返回该值的副本：

use std::collections::HashMap;
use std::sync::Mutex;

#[derive(Clone)]
pub struct ModuleItem {
    pub absolute_path: String,
}

lazy_static::lazy_static! {
    static ref MODULE_MAP: Mutex<HashMap<i32, ModuleItem>> = Mutex::new(HashMap::new());
}

pub fn insert(identity_hash: i32, module_item: ModuleItem) {
    MODULE_MAP
        .lock()
        .unwrap()
        .insert(identity_hash, module_item);
}

pub fn get(identity_hash: i32) -> Option<ModuleItem> {
    MODULE_MAP.lock().unwrap().get(&identity_hash).cloned()
}