Rust語言記憶體管理之妙

首發於我的rust 學習日記

規則

• Rust 中的每一個值都有一個被稱為其 所有者（owner）的變數。
• 值有且只有一個所有者。
• 當所有者（變數）離開作用域，這個值將被丟棄。(Rust 在結尾的
  }處自動呼叫 drop釋放記憶體)
• 移動（堆記憶體變數），當值(s1)被賦值給另外一個變數(s2)後，rust則認為變數s1，不再有效。
• 棧型別變數無移動的說法（沒有深淺拷貝的區別）
• 將值傳遞給函式在語義上與給變數賦值相似

變數與資料的互動（move）

• 將 5 繫結到 x；接著生成一個值 x 的拷貝並繫結到 y。現在有了兩個變數，x 和 y，都等於 5。因為正數是有已知固定大小的簡單值，所以這兩個 5 被放入了棧中（重點：兩個值都放入棧中了）。

  let x = 5;
  let y = x;
  複製程式碼

• s1 和 s2 這兩個變數指向相同的地址（hello分配的堆記憶體）。

  let s1 = String::from("hello");
  let s2 = s1;
  複製程式碼

• 圖1-1（s1 的記憶體引用圖）

• 圖1-2（s1和s2的引用圖（錯誤）其他語言js\go 是這樣的）

• 圖1-3（s1和s2的引用圖（正確）rust 是這樣的，s1賦值s2後,Rust 則認為 s1 不再有效）

當值(s1)被賦值給另外一個變數(s2)後，rust則認為變數s1，不再有效（圖1-3）

• Rust 在結尾的
  }（作用域結束後） 處自動呼叫 drop（釋放記憶體）。
• 如上圖，當 s2 和 s1 離開作用域，他們都會嘗試釋放相同的記憶體。這是一個叫做 二次釋放（是錯誤的）。
• 為了確保記憶體安全，Rust 則認為 s1 不再有效，因此 Rust 不需要在 s1 離開作用域後清理任何東西，如下案例。

  fn main() { 
     let s1 = String::from("hello");
      let s2 = s1;
      // 本行會報錯 value borrowed here after move    println!("{
    }, world!", s1);
  
    }複製程式碼

克隆（深拷貝）

• 實現如下圖，賦值變數的同時，進行資料拷貝的方案，rust也是支援的
• 這段程式碼能正常執行,產生的變數記憶體如圖1-4

  fn main() { 
     let s1 = String::from("hello");
      let s2 = s1.clone();
      println!("s1 = {
    }, s2 = {
    }", s1, s2);
  
    } 複製程式碼

• 圖1-4

棧型別變數無移動的說法(純拷貝)

• x,y是編譯時確定大小的型別，因此整個儲存在棧上，所以拷貝其實際的值是快速的。因此rust對棧變數進行純拷貝，便不會造成效能的影響。
• 也就意味著建立變數 y 後， 沒必要使x 無效。

let x = 5;
let y = x;
println!("x = {
  }, y = {
  }", x, y);
// x = 5, y = 5複製程式碼

將值傳遞給函式在語義上與給變數賦值相似

fn main() { 
   let s = String::from("hello");
  // s 進入作用域    run_move(s);
                    // s 的值移動到函式裡,s失效                                    // 因此到這裡，s不再有效    /*     將會報錯：因為s已經被move    報錯資訊：will error value borrowed here after move    println!("s:{
  }",s);
                */    let x = 5;
                      // x 進入作用域    run_copy(x);
                    // x 應該移動函式裡    println!("x:{
  }",x);
             // 因為 x 是 棧變數，因為不會被 move 使失效
  } //  x 移出了作用域，//  s 移出了作用域但,因為 s 的值已被移走，所以不會有特殊操作fn run_move(some_string: String) { 
// some_string 進入作用域    println!("run_move:{
  }", some_string);

  } // 這裡，some_string 移出作用域並呼叫 `drop` 方法。佔用的記憶體被釋放fn run_copy(some_integer: i32) { 
// some_integer 進入作用域    println!("run_copy:{
  }", some_integer);

  } // some_integer 移出作用域複製程式碼

來源：https://juejin.im/post/5c1f0242f265da612061d073