复制 std::thread::spawn 和 Send 行为，但具有不同的特征和功能答案

【问题标题】：Copying std::thread::spawn and Send behavior, but with a different trait and function复制 std::thread::spawn 和 Send 行为，但具有不同的特征和功能
【发布时间】：2022-01-06 11:09:08
【问题描述】：

我正在学习 Rust 并且遇到了以下问题，这对我来说并不明显。我在库中看到了一个 std::thread::spawn，查看了实现，发现某些类型需要实现 Send 特征才能将某些内容发送到另一个线程。我试图用我自己的函数和我自己的特征来复制行为，但是编译器成功地编译了代码，而没有抱怨我的类型没有实现特征。我错过了什么？

pub trait SomeTrait {
    fn bar(&self);
}

#[derive(Debug)]
struct StructWithoutTrait {
    _data: Box<i32>
}

#[derive(Debug)]
struct StructWithTrait {
    _data: Box<i32>
}

impl SomeTrait for StructWithTrait {
    fn bar(&self) {}
}

fn foo<F, T>(f: F) -> T
where
    F: FnOnce() -> T,
    F: SomeTrait + 'static,
    T: SomeTrait + 'static
{
    f.bar();
    f()
}

impl<F, T> SomeTrait for F
where 
    F: FnOnce() -> T,
    T: SomeTrait
{
    fn bar(&self) {}
}

fn main() {
    let without_trait = StructWithoutTrait { _data: Box::new(1) };
    let with_trait = StructWithTrait { _data: Box::new(2) };
    let x = std::rc::Rc::new(1);

    foo(move || {
        println!("{:?}", without_trait);
        println!("{:?}", x);
        with_trait
    });
}

【问题讨论】：

标签： rust closures traits

【解决方案1】：

Send 是 an auto trait。自动特征有点像编译器实现的；确定类型T 是否实现自动特征AutoTrait 的步骤如下：

如果存在显式impl AutoTrait for T，则T 总是隐含AutoTrait（请注意，因为Send is an unsafe trait 你需要unsafe impl Send for T，但一般原则保持不变。
否则，如果有一个否定的实现impl !AutoTrait for T，那么T 不会实现AutoTrait。请注意，对于同一类型，具有相同特征的正面和负面 impl 是错误的。
否则，如果T的任何字段没有实现AutoTrait，T也不会实现。比如T定义为struct T(U);，有impl !AutoTrait for U，那么T就没有实现AutoTrait。
否则，T 实现 AutoTrait。

自动特征和否定 impl 都是高度不稳定的特性，目前不打算在标准库之外使用。如果你真的想要，你可以，尽管因为编译器必须能够自动实现 trait，它不能包含任何关联项（方法、关联类型、关联 const）。如果您删除 bar() 方法，您的代码将如下所示：

#![feature(auto_traits, negative_impls)]

pub auto trait SomeTrait {}

#[derive(Debug)]
struct StructWithoutTrait {
    _data: Box<i32>
}

impl !SomeTrait for StructWithoutTrait {}

#[derive(Debug)]
struct StructWithTrait {
    _data: Box<i32>
}

fn foo<F, T>(f: F) -> T
where
    F: FnOnce() -> T,
    F: SomeTrait + 'static,
    T: SomeTrait + 'static
{
    f()
}
fn main() {
    let without_trait = StructWithoutTrait { _data: Box::new(1) };
    let with_trait = StructWithTrait { _data: Box::new(2) };
    let x = std::rc::Rc::new(1);

    foo(move || {
        println!("{:?}", without_trait);
        println!("{:?}", x);
        with_trait
    });
}

Playground.

【讨论】：

【解决方案2】：

我很确定这是编译器行为：

如果由非唯一不可变引用捕获的所有变量都是 Sync，并且由唯一不可变或可变引用、复制或移动捕获的所有值都是 Send，则闭包是 Send。

~https://doc.rust-lang.org/reference/types/closure.html

因此，您现在无法真正实现闭包类型完全不透明的方式

【讨论】：

【解决方案3】：

目前Send 由编译器专门处理。引用the documentation:

当编译器确定它合适时，这个特性会自动实现。

plans 将实现完全移入标准库 (tracking issue)，这应该可以让用户定义类似的标记特征。当此功能稳定后，您可能可以编写：

auto trait SomeTrait {}

struct StructWithTrait {}

struct StructWithoutTrait {}
impl !SomeTrait for StructWithoutTrait {}

并获得类似于Send 的行为。

【讨论】：