Struct core::cell::UnsafeCell1.0.0[−][src]

#[repr(transparent)]
#[repr(no_niche)]
pub struct UnsafeCell<T: ?Sized> { /* fields omitted */ }
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Rust 中内部可变性的核心原语。

如果您使用的是 &T，则通常在 Rust 中，编译器基于 &T 指向不可变数据的知识来执行优化。例如通过别名或通过将 &T 转换为 &mut T 来可变的该数据，被认为是未定义的行为。 UnsafeCell<T> 选择退出 &T 的不可变性保证：共享的引用 &UnsafeCell<T> 可能指向正在发生可变的数据。这称为内部可变性。

所有其他允许内部可变性的类型 (例如 Cell<T> 和 RefCell<T>) 在内部都使用 UnsafeCell 封装其数据。

请注意，仅 UnsafeCell 会影响共享引证的不可变性保证。可变引用的唯一性保证不受影响。没有合法的方法来获得 &mut 的别名，即使使用 UnsafeCell<T> 也没有。

UnsafeCell API 本身在技术上非常简单: .get() 为其内容提供了裸指针 *mut T。正确使用该裸指针取决于您。

精确的 Rust 别名规则有些变化，但是要点并不存在争议：

  • 如果使用生命周期 'a (&T 或 &mut T 引用) 创建可以通过安全代码访问的安全引用 (例如，由于返回了它)，则不得以任何与该引用的引用相矛盾的方式访问数据 'a 的其余部分。 例如，这意味着如果您从 UnsafeCell<T> 中取出 *mut T 并将其转换为 &T，则 T 中的数据必须保持不可变 (当然，对 T 中找到的任何 UnsafeCell 数据取模)，直到引用的生命周期到期为止。 同样，如果您创建的 &mut T 引用已发布为安全代码，则在引用终止之前，您不得访问 UnsafeCell 中的数据。

  • 在任何时候，您都必须避免数据竞争。如果多个线程可以访问同一个 UnsafeCell，那么任何写操作都必须在与所有其他访问 (或使用原子) 相关之前发生正确的事件。

为了帮助进行正确的设计，以下情况明确声明为单线程代码合法：

  1. &T 引用可以释放为安全代码，并且可以与其他 &T 引用共存，但不能与 &mut T 共存

  2. &mut T 引用可以发布为安全代码，前提是其他 &mut T 和 &T 都不共存。&mut T 必须始终是唯一的。

请注意，虽然可以更改 &UnsafeCell<T> 的内容 (即使其他 &UnsafeCell<T> 引用了该 cell 的别名) 也可以 (只要以其他方式实现上述不变量即可)，但是具有多个 &mut UnsafeCell<T> 别名仍然是未定义的行为。 也就是说，UnsafeCell 是一个包装器，旨在通过 &UnsafeCell<_> 与 shared accesses (i.e. 进行特殊交互 (引用) ； 通过 &mut UnsafeCell<_> 处理 exclusive accesses (e.g. 时没有任何魔术) : 在该 &mut 借用期间， cell 和包装值都不能被别名。

.get_mut() 访问器展示了这一点，该访问器是产生 &mut T 的 safe getter。

Examples

这是一个示例，展示了如何对 UnsafeCell<_> 的内容进行合理的可变的，尽管该 cell 存在多个引用别名：

use std::cell::UnsafeCell;

let x: UnsafeCell<i32> = 42.into();
// 对同一个 `x` 获取多个 / 并发 / 共享引用。
let (p1, p2): (&UnsafeCell<i32>, &UnsafeCell<i32>) = (&x, &x);

unsafe {
    // SAFETY: 在此作用域内，对 x 的内容没有其他引用，因此我们的内容实际上是唯一的。
    let p1_exclusive: &mut i32 = &mut *p1.get(); // -- 借用 --+
    *p1_exclusive += 27; // |
} // <---------- 不能超出这一点 --- ----------------+

unsafe {
    // SAFETY: 在此作用域内，没有人期望对 x 的内容具有独占访问权，因此我们可以同时进行多个共享访问。
    let p2_shared: &i32 = &*p2.get();
    assert_eq!(*p2_shared, 42 + 27);
    let p1_shared: &i32 = &*p1.get();
    assert_eq!(*p1_shared, *p2_shared);
}
Run

以下示例展示了对 UnsafeCell<T> 的独占访问意味着对其 T 的独占访问的事实：

#![forbid(unsafe_code)] // 具有独占访问权，
                        // `UnsafeCell` 是一个透明的无操作包装器，所以这里不需要 `unsafe`。
use std::cell::UnsafeCell;

let mut x: UnsafeCell<i32> = 42.into();

// 获得对 `x` 进行编译时检查的唯一引用。
let p_unique: &mut UnsafeCell<i32> = &mut x;
// 使用独家引用，我们可以免费更改内容。
*p_unique.get_mut() = 0;
// 或者，等效地：
x = UnsafeCell::new(0);

// 当我们拥有该值时，我们可以免费提取内容。
let contents: i32 = x.into_inner();
assert_eq!(contents, 0);
Run

Implementations

创建 UnsafeCell 的新实例，该实例将包装指定的值。

通过方法对内部值的所有访问都是 unsafe。

Examples
use std::cell::UnsafeCell;

let uc = UnsafeCell::new(5);
Run

解开包装的值。

Examples
use std::cell::UnsafeCell;

let uc = UnsafeCell::new(5);

let five = uc.into_inner();
Run

获取指向包装值的可变指针。

可以将其强制转换为任何类型的指针。 强制转换为 &mut T 时，访问是唯一的 (无活跃的引用，可变或不活动)，并确保转换为 &T 时没有发生任何可变的或可变别名。

Examples
use std::cell::UnsafeCell;

let uc = UnsafeCell::new(5);

let five = uc.get();
Run

返回对底层数据的可变引用。

这个调用借用 UnsafeCell (在编译时) 是可变的，这保证了我们拥有唯一的引用。

Examples
use std::cell::UnsafeCell;

let mut c = UnsafeCell::new(5);
*c.get_mut() += 1;

assert_eq!(*c.get_mut(), 6);
Run

获取指向包装值的可变指针。 与 get 的不同之处在于该函数接受一个裸指针，这有助于避免创建临时引用。

结果可以转换为任何类型的指针。 强制转换为 &mut T 时，访问是唯一的 (无活跃的引用，可变性或非活动性)，并确保转换为 &T 时没有发生任何可变的或可变别名。

Examples

UnsafeCell 的逐步初始化需要 raw_get，因为调用 get 需要对未初始化的数据创建引用：

use std::cell::UnsafeCell;
use std::mem::MaybeUninit;

let m = MaybeUninit::<UnsafeCell<i32>>::uninit();
unsafe { UnsafeCell::raw_get(m.as_ptr()).write(5); }
let uc = unsafe { m.assume_init() };

assert_eq!(uc.into_inner(), 5);
Run

Trait Implementations

使用给定的格式化程序格式化该值。 Read more

创建一个 UnsafeCell，其 T 值为 Default。

执行转换。

Auto Trait Implementations

Blanket Implementations

获取 self 的 TypeId。 Read more

从拥有的值中一成不变地借用。 Read more

从拥有的值中借用。 Read more

执行转换。

执行转换。

执行转换。

发生转换错误时返回的类型。

执行转换。

发生转换错误时返回的类型。

执行转换。