11、Rust 高级内存管理：从引用计数到自定义分配器

Rust 高级内存管理：从引用计数到自定义分配器

1. 引用计数与智能指针

在 Rust 编程中， Box 是一种常用的智能指针，它将数据存储在堆上，并在离开作用域时自动释放内存。然而， Box 不支持共享所有权，即不能有两个 Box 指向同一数据。但在某些场景下，我们可能需要共享数据，比如跨线程执行或在多个数据结构中存储相同数据。

为满足这些需求，Rust 提供了引用计数智能指针，通过维护一个静态计数器来跟踪指针的副本数量。当副本被创建时，计数器增加；当副本被销毁时，计数器减少。当计数器为零时，内存被释放。

Rust 中有两种引用计数智能指针：
- Rc ：单线程引用计数智能指针，允许对象的共享所有权。
- Arc ：线程安全的引用计数智能指针，支持跨线程的对象共享所有权。

需要注意的是， Arc 使用原子计数器，原子操作比常规算术操作成本更高，因此仅在需要原子性时使用 Arc 。

为了有效地使用引用计数指针，还需要了解 Rust 中的内部可变性概念。当 Rust 的借用检查器在处理可变引用时不够灵活时，内部可变性就派上用场了。为了实现内部可变性，Rust 引入了两种特殊类型： Cell 和 RefCell 。大多数情况下，建议使用 RefCell ，因为它允许借用引用，而 Cell 是将值移入和移出自