Rc与Box区别

咋一看觉得这两个概念差的很远，其实他们之间还是有联系的：

• 相同点：
  他们都是在堆上分配资源，都只是保存了一个指向堆上的指针
• 区别：
  
  • Box就是一个简单的指向堆的指针，并且指向堆的这个区域的指针只能有一个，owner lifetime结束就会释放堆上的资源
  • Rc增加了一个计数（准确来说是两个指针），可以多个指针指向堆的这个区域，等所有的引用者lifetime结束了才释放堆上的资源

下面的代码为了看起来清爽点删除了注释

1 这个是Rc的定义

struct RcBox<T: ?Sized> { strong: Cell<usize>, weak: Cell<usize>, value: T, }

pub struct Rc<T: ?Sized> { _ptr: NonZero<*mut RcBox<T>>, }

其中NonZero很简单，就是简单的包装了下T

pub struct NonZero<T: Zeroable>(T);

具体可以看：
http://doc.rust-lang.org/stable/src/alloc/rc.rs.html#172

2 Box定义如下：

pub struct Box<T>(Unique<T>);

http://doc.rust-lang.org/stable/src/alloc/boxed.rs.html#94

其中Unique定义如下：

pub struct Unique<T: ?Sized> {
    pointer: NonZero<*const T>,
    _marker: PhantomData<T>,
}

http://doc.rust-lang.org/stable/src/core/ptr.rs.html#513-521
Unique里的marker是不占用存储空间的，可以暂时忽略掉

3 具体的例子：

use std::rc::Rc;

#[derive(Debug)]
struct Foo(i32);


fn main(){
    let r:Rc<Foo>;
    let b:Box<Foo>;
    {
        let r1 = Rc::new(Foo(100));
        println!("r1:{:p}",&*r1);
        //clone计数
        r = r1.clone();
        //多处引用，都可以分别访问
        println!("r1:{:?}",r1);

        let b1 = Box::new(Foo(200));
        println!("b1:{:p},data:{}",&*b1,(*b1).0);
        //owner ship 转移了
        b = b1;
        //b1不能再访问
        //println!("{:?}",b1);
    }
    println!("{:?}",r);
    println!("r:{:p}",&*r);

    println!("{:?}",b);
    println!("b:{:p}",&*b);
}

Play地址：http://is.gd/rGBLaW
输出结果：

r1:0x7f621582d010
r1:Foo(100)
b1:0x7f6215823020,data:200
Foo(100)
r:0x7f621582d010
Foo(200)
b:0x7f6215823020

Box，Rc 都是在堆上分配的，那么都可以存在于定义它的范围之外。

• Rc是通过引用计数的方式获得更长的lifetime，这儿r=r1.clone()就把堆上的对象的lifetime增加到了外层block对应的lifetime
• Box通过转移owner ship的方式把b1传递给了b从而让Box指向的堆上的资源没有被释放。

在这种情况下都可以通过不同的方式实现lifetime的扩张，但还是有区别的：

• Box方式转移了owner ship之后就不能再访问原来的b1了，也就是只能一个指针指向Box在堆上分配的资源
• Rc通过增加引用计数的方式实现了lifetime的扩张，并且r1还是继续使用的