rust学习之全局变量

2301_79967122

已于 2024-10-11 23:10:24 修改

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文章标签：学习

于 2024-09-28 14:26:07 首次发布

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编译期初始化

静态常量

形如：const MAX_ID: usize = usize::MAX / 2;

关键字是const
定义常量必须指明类型（如 i32）不能省略
定义常量时变量的命名规则一般是全部大写
常量可以在任意作用域进行定义，其生命周期贯穿整个程序的生命周期。
常量的赋值只能是常量表达式/数学表达式，如果需要在运行时才能得出结果的值比如函数，则不能赋值给常量表达式
常量不允许出现重复的定义

静态变量

static mut REQUEST_RECV: usize = 0;
fn main() {
   unsafe {
        REQUEST_RECV += 1;
        assert_eq!(REQUEST_RECV, 1);
   }
}

静态变量不会被内联，所有的引用都会指向同一个地址
存储在静态变量中的值必须要实现 Sync trait
Rust 要求必须使用unsafe语句块才能访问和修改static变量，因此脏数据不可避免
只有在同一线程内或者不在乎数据的准确性时，才应该使用全局静态变量。
定义静态变量的时候必须赋值为在编译期就可以计算出的值(常量表达式/数学表达式)

原子类型

原子类型相较于静态变量是线程安全的

use std::sync::atomic::{AtomicUsize, Ordering};
static REQUEST_RECV: AtomicUsize  = AtomicUsize::new(0);
fn main() {
    for _ in 0..100 {
        REQUEST_RECV.fetch_add(1, Ordering::Relaxed);
    }

    println!("当前用户请求数{:?}",REQUEST_RECV);
}

运行期初始化

lazy_static

之前的静态变量都是在编译期初始化的，因此无法使用函数调用进行赋值，而lazy_static允许我们在运行期初始化静态变量。lazy_static直到运行到main中的第一行代码时，才进行初始化，非常lazy static。

use std::sync::Mutex;
use lazy_static::lazy_static;
lazy_static! {
    static ref NAMES: Mutex<String> = Mutex::new(String::from("Sunface, Jack, Allen"));
}
//直接使用静态比哪里会出现编译错误
//static NAMES: Mutex<String> = Mutex::new(String::from("Sunface, Jack, Allen"));
fn main() {
    let mut v = NAMES.lock().unwrap();
    v.push_str(", Myth");
    println!("{}",v);
}

使用lazy_static在每次访问静态变量时，会有轻微的性能损失，因为其内部实现用了一个底层的并发原语std::sync::Once，在每次访问该变量时，程序都会执行一次原子指令用于确认静态变量的初始化是否完成。lazy_static宏，匹配的是static ref，所以定义的静态变量都是不可变引用

Box::leak

#[derive(Debug)]
struct Config {
    a: String,
    b: String
}
static mut CONFIG: Option<&mut Config> = None;

fn main() {
    let c = Box::new(Config {
        a: "A".to_string(),
        b: "B".to_string(),
    });

    unsafe {
        // 将`c`从内存中泄漏，变成`'static`生命周期
        CONFIG = Some(Box::leak(c));
        println!("{:?}", CONFIG);
    }
}

Box::leak方法，它可以将一个变量从内存中泄漏(听上去怪怪的，竟然做主动内存泄漏)，然后将其变为'static生命周期，最终该变量将和程序活得一样久，因此可以赋值给全局静态变量CONFIG。

在 Rust 1.70.0版本及以上的标准库中，提供了稳定的 cell::OnceCell 和 sync::OnceLock )两种 Cell ，前者用于单线程，后者用于多线程，它们用来存储堆上的信息，并且具有最多只能赋值一次的特性。