Rust基于位置的生命周期语法

新增加的~

Rust 新的基于位置的生命周期语法

前几天，Niko（也就是Rust的编译器和语言两个团队的领导）发了一篇博客，提出了一种基于位置的生命周期语法标记。这篇博客主要讲的是对Rust编译器中借用检查器的一些改进。

开篇提到了Rust的核心设计精神：修改与共享互斥。简单说，就是当你通过一个变量X去修改一个值的时候，你不能同时通过变量Y去读它。这是Rust内存安全的保证。

第一步改进：通过POLONIUS这样一个新的计算机算法，用一种新的方式来解决借用检查，特别是解决条件返回引用（conditional return reference）的问题。以下面的代码为例：

if let Some(v) = map.get(key) {
    v
} else {
    map.insert(key, value);
    map.get(key).unwrap()
}

这里对哈希map做了一个可变借用，但在这个作用域里，它就无法再对这个map做一些可变借用了。这是受限于当前借用检查器的限制。但实际上这个例子的代码是完全没有问题的，因为当它为None的时候，不会对这个map做修改。这个经典的case是通过新的借用检查器来解决的。

第二步改进：提出了一种新的基于位置的生命周期语法标记。它在生命周期标记的时候，可以直接指定它来自哪个变量或者哪个变量字段。例如：

• 'x 表示借用自变量x
• 'x.y 表示借用自变量x的字段y
• 'x.y|z 表示借用自变量x的字段y或变量z

实际代码示例：

fn example(name: &str) -> &'name str { ... }
fn get_model(&'self.model self) -> &str { ... }

这里的'name表示这个引用借用自name变量，'self.model表示借用自self的model字段。这比之前的ABC这种标记方式更容易理解。

这种基于位置的生命周期标记也能简化第一步中提到的case。我们可以直接对返回的引用标记它借用自map就行了，无需额外的生命周期标记，看起来非常简洁易懂。

第三步：更细腻的控制。以下面的代码为例：

impl Widget {
    fn increment_counter(&mut self) {
        self.count += 1;
    }
    
    fn render(&self) {
        let cf = &self.widgets;
        self.increment_counter();
        // ...
    }
}

这个代码在当前的Rust编译器中是编译不过的，因为它对cf（self.widgets）做了一个不可变的借用，但又调用了increment_counter方法，这个方法对self做了一个可变借用。当前的Rust编译器无法知道increment_counter是否会修改self的其他字段（比如widgets字段）。

引入新的基于位置的语法标记后，我们可以修改increment_counter方法，表示它只修改self的count字段：

fn increment_counter(&mut'self.count self) {
    self.count += 1;
}

这样，这段代码就能编译通过了，实现了更细粒度的控制。

第四步：解决内部引用问题。以下面的代码为例：

struct Message<'text, 'to> {
    text: &'text str,
    to: &'to str,
}

fn example(cf: &ChatFlow) -> Message<'cf.text, 'cf.to> {
    Message {
        text: &cf.text,
        to: &cf.to,
    }
}

在新的语法标记下，可以直接用'cf.text和'cf.to来标记。这样，Message就不再需要任何的生命周期类型参数了。而且从本质上说，这个Message并没有从外界借用任何东西，实际上是static的。这意味着它可以在线程之间传递，大大增强了它的能力。

从这个博客来看，这个新的语法标记并不像是一个临时起意的想法，感觉是经过长时间考虑的结果。很有可能最终会落地实施，但具体时间还不清楚。

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Polonius是Rust编程语言中一个新的借用检查器（borrow checker）的实现。它是为了改进Rust的借用检查系统而开发的。以下是关于Polonius的一些关键信息：

1. 目的：Polonius旨在使Rust的借用检查更加精确和灵活，能够接受更多合法的Rust程序。

2. 名称来源：Polonius这个名字来自于莎士比亚的戏剧《哈姆雷特》中的一个角色。

3. 技术基础：Polonius基于数据流分析（dataflow analysis）技术，这使得它能够更精确地推断引用的生命周期。

4. 改进：相比于Rust现有的借用检查器，Polonius能够处理一些更复杂的借用模式，特别是在处理条件返回和非词法作用域（non-lexical lifetimes）方面表现更好。

5. 状态：截至我最后更新的信息，Polonius仍然是一个实验性的项目，尚未完全集成到Rust的主要编译器中。

6. 潜在影响：如果完全实施，Polonius可能会允许更多之前被拒绝的Rust代码通过编译，同时仍然保持Rust的内存安全保证。

7. 开发过程：Polonius的开发是一个渐进的过程，Rust团队一直在进行实验和改进，以确保它能够正确处理各种复杂的Rust代码模式。

Polonius代表了Rust团队在不断优化和改进语言核心机制方面的持续努力，旨在使Rust更加强大和易用，同时保持其强大的安全性保证。

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原文链接: https://dashen.tech/2018/07/02/Rust基于位置的生命周期语法/

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