3 Unsafe Rust on 编程那些事儿

3.1 Unsafe

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

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/unsafe-rust/unsafe.html

3.1 Unsafe

Rust 语言分为两部分：

Safe Rust（安全 Rust）： 内存安全，不可能出现未定义行为（undefined behavior）。
Unsafe Rust（不安全 Rust）： 若违反前置条件，可能触发未定义行为。

本课程绝大部分内容是 Safe Rust，但了解 Unsafe Rust 同样重要。

3.2 解引用裸指针

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

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/unsafe-rust/dereferencing.html

3.2 解引用裸指针

创建指针是安全的，但解引用它们需要 unsafe：

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// Copyright 2023 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
fn main() {
 let mut x = 10;

 let p1: *mut i32 = &raw mut x;
 let p2 = p1 as *const i32;

 // SAFETY: p1 与 p2 通过对局部变量取裸指针得到，因此保证非空、对齐，
 // 并且指向同一个（栈上）已分配对象。
 //
 // 裸指针所指向的对象在整个函数期间都存活，因此在裸指针仍存在时不会被释放。
 // 存在裸指针期间不会通过引用访问该对象，也不会从其他线程并发访问。
 unsafe {
 dbg!(*p1);
 *p1 = 6;
 // 通过裸指针观察突变在语义上是合理的，就像在 C 中一样。
 dbg!(*p2);
 }

 // 不健全（UNSOUND）。不要这样做。
 /*
 let r: &i32 = unsafe { &*p1 };
 dbg!(r);
 x = 50;
 dbg!(r); // 引用所指向的对象已被修改。这是未定义行为（UB）。
 */
}

讲师备注

良好实践（也是 Android Rust 风格指南的要求）是为每个 unsafe 块写注释，说明其中的代码如何满足所做 unsafe 操作的安全要求。

3.3 可变静态变量

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

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/unsafe-rust/mutable-static.html

3.3 可变静态变量

读取不可变静态变量是安全的：

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// Copyright 2023 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
static HELLO_WORLD: &str = "Hello, world!";

fn main() {
 println!("HELLO_WORLD: {HELLO_WORLD}");
}

然而，对可变静态变量的读写是 unsafe 的，因为多个线程可能在无同步的情况下并发访问，构成数据竞争（data race）。

3.4 联合体

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

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/unsafe-rust/unions.html

3.4 联合体

联合体（union）类似枚举（enum），但你需要自己跟踪当前活动字段：

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// Copyright 2023 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
#[repr(C)]
union MyUnion {
 i: u8,
 b: bool,
}

fn main() {
 let u = MyUnion { i: 42 };
 println!("int: {}", unsafe { u.i });
 println!("bool: {}", unsafe { u.b }); // 未定义行为！
}

讲师备注

在 Rust 中很少需要联合体，因为枚举是更优的替代方案。偶尔在与 C 库 API 交互时会需要它们。

3.6 Unsafe Trait

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

译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/unsafe-rust/unsafe-traits.html

3.6 Unsafe Trait

与函数类似，若实现方必须保证特定条件才能避免未定义行为，可以把 trait 标记为 unsafe。

例如，zerocopy crate 有一个 unsafe trait，大致如下：