Arc::clone 的结果怎么会有一个“静态生命周期”？答案

【问题标题】：How could the result of Arc::clone have a 'static lifetime?Arc::clone 的结果怎么会有一个“静态生命周期”？
【发布时间】：2021-08-29 04:36:50
【问题描述】：

让我们从Arc 的规范示例开始

use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::thread;

fn main() {
    let msg = Arc::new(Mutex::new(String::new()));
    let mut handles = Vec::new();
    for _ in 1..10 {
        let local_msg = Arc::clone(&msg);
        handles.push(thread::spawn(move || {
            let mut locked = local_msg.lock().unwrap();
            locked.push_str("hello, world\n");
        }));
    }

    for handle in handles {
        handle.join().unwrap();
    }

    println!("{}", msg.lock().unwrap());
}

这会按预期编译和运行。然后我意识到Mutex 可能不必存在于堆上，并开始想知道我是否可以摆脱Arc 并只使用对分配在堆栈上的Mutex 的共享引用。这是我的尝试

use std::sync::Mutex;
use std::thread;

fn main() {
    let msg = Mutex::new(String::new());
    let mut handles = Vec::new();
    for _ in 1..10 {
        let local_msg = &msg;
        handles.push(thread::spawn(move || {
            let mut locked = local_msg.lock().unwrap();
            locked.push_str("hello, world\n");
        }));
    }

    for handle in handles {
        handle.join().unwrap();
    }

    println!("{}", msg.lock().unwrap());
}

不过这个不能编译

error[E0597]: `msg` does not live long enough
  --> src/main.rs:8:25
   |
8  |           let local_msg = &msg;
   |                           ^^^^ borrowed value does not live long enough
9  |           handles.push(thread::spawn(move || {
   |  ______________________-
10 | |             let mut locked = local_msg.lock().unwrap();
11 | |             locked.push_str("hello, world\n");
12 | |         }));
   | |__________- argument requires that `msg` is borrowed for `'static`
...
20 |   }
   |   - `msg` dropped here while still borrowed

error: aborting due to previous error

For more information about this error, try `rustc --explain E0597`.
error: could not compile `hello`

To learn more, run the command again with --verbose.

编译器抱怨local_msg 没有'static 生命周期。好吧，它没有，所以这个错误是有道理的。但是，这意味着第一个 sn-p 中的变量 let local_msg = Arc::clone(&msg); 具有 'static 生命周期，否则我应该会得到类似的错误。

问题：

Arc::clone(&msg) 如何获得'static 的生命周期？它指向的值在编译时是未知的，并且可能在整个程序退出之前死亡。
另外，像Box 和Rc 这样的其他堆支持的智能指针呢？它们是否都具有'static 生命周期，因为借用检查器确保只要这些指针可见，它们指向的地址就始终有效？

【问题讨论】：

"它指向的值在编译时是未知的，并且可能在整个程序退出之前就死掉" - 但它不会在 Arc 本身死掉之前就死掉，这就是重要的.
T: 'static 并不意味着T 会一直存在到程序结束，而是它的所有者可以随心所欲地保留它。为此，T 必须包含拥有的数据，例如 String 并且如果它包含引用，那么它们必须具有 'static 生命周期。

标签： asynchronous rust closures lifetime borrow-checker

【解决方案1】：

编译器正在寻找的是一个生命周期绑定。 'a 的生命周期边界并不意味着“这个类型是一个生命周期 'a 的引用”，而是“所有此类型包含的引用的生命周期至少 'a”。

（当显式写入生命周期边界时，它看起来像where T: 'a。）

因此，不包含任何引用（或者更确切地说，没有生命周期参数）的任何类型都会自动满足'static 生命周期界限。如果T: 'static，则Arc<T>: 'static（Box 和Rc 也是如此）。

Arc::clone(&msg) 如何获得“静态生命周期”？它指向的值在编译时是未知的，并且可能在整个程序退出之前就死掉了。

它不指向值使用引用，所以没关系。你的值的类型是Arc<Mutex<String>>；这里没有生命周期参数，因为没有引用。如果是，假设是Arc<'a, Mutex<String>>（Arc 实际上没有的生命周期参数），那么该类型将不满足界限。

Arc（或Rc 或Box）的工作是拥有它所指向的价值。所有权不是参考，因此不受生命周期的影响。

但是，如果您有 Arc<Mutex<&'a str>> 类型，那么它不会满足界限，因为它包含一个不是 'static 的引用。

【讨论】：