2 内存管理 on 编程那些事儿

2.1 程序内存回顾

Tue, 11 Aug 2026 11:30:00 +0800

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/memory-management/review.html

2.1 程序内存回顾

程序以两种方式分配内存：

栈（Stack）：存放局部变量的连续内存区域。
- 值的大小在编译期已知且固定。
- 极快：只需移动栈指针。
- 易于管理：随函数调用进出。
- 内存局部性很好。
堆（Heap）：存放函数调用之外的值。

2.2 内存管理方式

Tue, 11 Aug 2026 11:30:00 +0800

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/memory-management/approaches.html

2.2 内存管理方式

传统上，语言大致分为两大类：

通过手动内存管理获得完全控制：C、C++、Pascal……
- 程序员决定何时在堆上分配或释放内存。
- 程序员必须判断指针是否仍指向有效内存。
- 研究表明，程序员会犯错。
通过运行时自动内存管理获得完全安全：Java、Python、Go、Haskell……
- 运行时系统确保内存在仍可被引用时不会被释放。
- 通常用引用计数或垃圾回收实现。

Rust 提供了一种新的折中：

2.3 所有权

Tue, 11 Aug 2026 11:30:00 +0800

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/memory-management/ownership.html

2.3 所有权

所有变量绑定都有一个有效的作用域（scope）；在作用域外使用变量是错误：

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// Copyright 2023 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
struct Point(i32, i32);

fn main() {
 {
 let p = Point(3, 4);
 dbg!(p.0);
 }
 dbg!(p.1);
}

我们说变量_拥有_（owns）该值。每个 Rust 值在任意时刻都恰好有一个所有者。

2.4 移动语义

Tue, 11 Aug 2026 11:30:00 +0800

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/memory-management/move.html

2.4 移动语义

赋值会在变量之间转移_所有权_（ownership）：

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// Copyright 2023 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
fn main() {
 let s1 = String::from("Hello!");
 let s2 = s1;
 dbg!(s2);
 // dbg!(s1);
}

把 s1 赋给 s2 会转移所有权。
当 s1 离开作用域时什么也不发生：它已不再拥有任何东西。
当 s2 离开作用域时，字符串数据被释放。

移动到 s2 之前：

2.5 `Clone`

Tue, 11 Aug 2026 11:30:00 +0800

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/memory-management/clone.html

2.5 `Clone`

有时你_确实想要_拷贝一个值。Clone trait 就是为此准备的。

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// Copyright 2023 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
fn say_hello(name: String) {
 println!("Hello {name}")
}

fn main() {
 let name = String::from("Alice");
 say_hello(name.clone());
 say_hello(name);
}

Clone 的用意是让堆分配发生的位置一目了然。请留意 .clone()，以及 vec!、Box::new 等少数其他位置。

2.6 Copy 类型

Tue, 11 Aug 2026 11:30:00 +0800

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/memory-management/copy-types.html

2.6 Copy 类型

虽然移动语义是默认行为，但某些类型默认会拷贝：

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// Copyright 2023 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
fn main() {
 let x = 42;
 let y = x;
 dbg!(x); // would not be accessible if not Copy
 dbg!(y);
}

这些类型实现了 Copy trait。

2.7 `Drop`

Tue, 11 Aug 2026 11:30:00 +0800

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/memory-management/drop.html

2.7 `Drop`

实现了 Drop 的值可以在离开作用域时运行指定代码：

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// Copyright 2023 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
struct Droppable {
 name: &'static str,
}

impl Drop for Droppable {
 fn drop(&mut self) {
 println!("Dropping {}", self.name);
 }
}

fn main() {
 let a = Droppable { name: "a" };
 {
 let b = Droppable { name: "b" };
 {
 let c = Droppable { name: "c" };
 let d = Droppable { name: "d" };
 println!("Exiting innermost block");
 }
 println!("Exiting next block");
 }
 drop(a);
 println!("Exiting main");
}

注意：std::mem::drop 与 std::ops::Drop::drop 不是一回事。

值在离开作用域时会自动被丢弃。

丢弃值时，若它实现了 std::ops::Drop，则会调用其 Drop::drop 实现。

随后其所有字段也会被丢弃，无论该类型是否实现了 Drop。

std::mem::drop 只是一个接受任意值的空函数。关键在于它取得该值的所有权，因此在其作用域结束时该值会被丢弃。这使得它成为在值本应离开作用域之前显式提前丢弃的便捷方式。

对那些在 drop 时做清理工作的对象很有用：释放锁、关闭文件等。

讨论点：

2 内存管理 on 编程那些事儿

2.1 程序内存回顾

2.1 程序内存回顾

2.2 内存管理方式

2.2 内存管理方式

2.3 所有权

2.3 所有权

2.4 移动语义

2.4 移动语义

2.5 `Clone`

2.5 Clone

2.6 Copy 类型

2.6 Copy 类型

2.7 `Drop`

2.7 Drop

2.5 `Clone`

2.7 `Drop`