rust学习-Arc

背景介绍

线程安全的引用计数指针。 “Arc”代表“原子引用计数 Atomically Reference Counted”。

Arc 类型提供在堆中分配的 T 类型值的共享所有权（shared ownership）。在 Arc 上调用克隆会生成一个新的 Arc 实例，该实例指向堆上与源 Arc 相同的分配，同时增加引用计数。当指向给定分配的最后一个 Arc 指针被销毁时，存储在该分配中的值（通常称为“内部值”）也会被删除。

Rust 中的共享引用默认不允许mutation，Arc 也不例外：通常无法获得对 Arc 内某些内容的可变引用。如果需要通过 Arc 进行mutate，请使用 Mutex、RwLock 或 Atomic 类型之一。

注意：此类型仅在支持原子加载和指针存储的平台（platforms that support atomic loads and stores of pointers）上可用，其中包括所有支持 std crate 的平台，但不包括所有仅支持 alloc 的平台。这可以在编译时使用 #[cfg(target_has_atomic = “ptr”)] 检测到。

与 Rc 不同，Arc 使用原子操作进行引用计数。这意味着它是线程安全的。缺点disadvantage是原子操作比普通内存访问（ordinary memory accesses）更昂贵。如果不在线程之间共享引用计数分配，请考虑使用 Rc 来降低开销。 Rc 是一个安全的默认值，因为编译器会捕获在线程之间发送 Rc 的任何尝试（catch any attempt to send an Rc between threads）。但是，library可能会选择 Arc 以便为library使用者提供更大的灵活性。

只要 T 实现了Send 和 Sync，Arc 就会实现Send 和 Sync。
为什么不能将非线程安全类型 T 放入 Arc 中以使其成为线程安全的？
乍一看这可能有点违反直觉（a bit counter-intuitive）：
毕竟，难道不是 Arc 线程安全的重点吗（ isn’t the point of Arc thread safety? ）？
关键点是：Arc 使得对同一数据拥有多个所有权（have multiple ownership of the same data）是线程安全的，但它并没有为其数据添加线程安全性。
考虑 Arc。 RefCell 不是Sync的，如果 Arc 始终是Send，则 Arc 也会如此。但这样我们就会遇到一个问题：RefCell 不是线程安全的；它使用非原子操作跟踪借用计数（keeps track of the borrowing count using non-atomic operations）。

最后，这意味着可能需要将 Arc 与某种 std::sync 类型（通常是 Mutex）配对使用（pair Arc with some sort of std::sync type, usually Mutex）。

Breaking cycles with Weak

用 Weak 打破cycle
downgrade 方法可用于创建非拥有的 Weak 指针（a non-owning Weak pointer）。弱指针（Weak pointer）可以升级为 Arc，但如果存储在分配（allocation）中的值已被删除，这将返回 None。换句话说，弱指针不会使分配内的值保持 active 状态；但是，它们确实使allocation（值的后端存储？）保持 active 状态（they do keep the allocation (the backing store for the value) alive）。

Arc 指针之间的循环永远不会被释放。因此，使用Weak来打破循环。例如，一棵树可以具有从父节点到子节点的强Arc指针，以及从子节点返回到其父节点的Weak指针。

创建

使用 Clone trait 给 Arc 和 Weak

impl<T> Clone for Arc<T>
where
    T: ?Sized,

fn clone(&self) -> Arc<T>
use std::sync::Arc;
let foo = Arc::new(vec![1.0, 2.0, 3.0]);

// 两种方式等价
let a = foo.clone();
let b = Arc::clone(&foo);
// a, b, and foo are all Arcs that point to the same memory location

Deref behavior

在 Arc 上可以调用 T 的方法，因为 Arc 自动解引用到 T
为了避免与 T 的方法发生名称冲突，Arc 本身的方法是关联函数，使用完全限定语法（fully qualified syntax）进行调用：

use std::sync: