对于 Rust 中的多个可变引用，同步如何成为问题？

Posted 2023-02-21

【中文标题】对于 Rust 中的多个可变引用，同步如何成为问题？

【英文标题】：How is synchronizing is a problem for multiple mutable references in Rust?

【发布时间】：2021-12-20 13:59:27

【问题描述】：

我在阅读 Rust 文档第 4 节时看到了这样的代码：

let mut s = String::from("hello");

let r1 = &mut s;
let r2 = &mut s;

println!(", ", r1, r2);

所以文档说你不能在 Rust 中拥有多个可变引用。好的，有道理，但文档说如果你可以使用会发生三种行为，其中之一是：

没有用于同步访问数据的机制。

是否需要同步机制？我的意思是我们已经使用了指向堆的指针或指向堆的另一个指针。

我的意思是在这个图中，假设我们有 s2 和 s3 作为对 s1 的可变引用。 s1 已经有一个指向堆的指针，所以 s2 和 s3 有指向 s1 的指针。当我们更改s2 或s3 时，堆中的内存不会发生变化吗？

let mut s1 = String::from("Hello");
let s2 = &mut s1;
s2.push_str(", world");

在这里，s1 指向的堆中的内存已更改，因此s3 已经指向该内存，所以它不是已经同步了吗？

我有一个问题，为什么我们不应该使用多个可变引用。我只是假设我们可以。 Rust 说没有同步访问数据的机制。我的问题是，我们已经从每个引用中获得了指向堆的指针，所以当我们更改堆中的值时，它们都会同步，因为它们不是值，它们只是指向堆的指针，并且堆中的值被更改?

【问题讨论】：

指针不提供同步。

这是一个规则，没有什么了。

一些很好的理由：manishearth.github.io/blog/2015/05/17/…

【参考方案1】：

想象一下，如果允许以下情况：

let mut maybe_five = Some(5);
let mut zero = 0;

// first mutable borrow
let ref_five = &mut maybe_five;

// second mutable borrow
// number_ref is a reference inside maybe_five's Some
let number_ref = match &mut maybe_five 
    Some(ref mut five) => five,
    _ => &mut zero,
;

// invalidate number_ref by making the value it points to invalid
*ref_five = None;

// now we write into a None???
*number_ref = 10;

我们将能够在安全生锈的情况下执行各种未定义的行为。

【讨论】：

不会说其他允许这样做的语言?

不，我明白为什么我们不应该有多个可变引用。但我只是想知道我提到的行为：同步。我的问题是，为什么我们需要一种机制来同步可变引用如果我们可以在 Rust 中拥有该功能。

@DoğukanAkkaya 该功能确实存在于 rust 中：doc.rust-lang.org/std/sync/struct.Mutex.html

同步不是默认的原因是它在计算上并不便宜。例如，互斥锁会锁定。而且还因为如果我们没有多个可变引用，则没有必要。

这就是我真正要问的。同步不是引用的默认行为吗？当堆中的值发生变化时，所有的引用都会同步，因为它们只是指针，而不是值。我的意思是 x 指向 0x00 地址，y 指向 0x00 地址，z 拥有该值。当z 更改x 和y 时已经同步了对吗？我只是不明白为什么同步是使用多个可变引用的问题之一。我了解这种方法的其他问题，但不是那样。