3.2 RAII

RAII — Comprehensive Rust

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译文 · 基于 Comprehensive Rust

原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/idiomatic/leveraging-the-type-system/raii.html

3.2 RAII

RAII（Resource Acquisition Is Initialization，资源获取即初始化）将资源的生命周期与值的生命周期绑定在一起。

Rust 用 RAII 管理内存，而 Drop trait 允许你把这一机制扩展到其他资源，例如文件描述符或锁。

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// Copyright 2025 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
pub struct File(std::os::fd::RawFd);

impl File {
    pub fn open(path: &str) -> Result<Self, std::io::Error> {
        // [...]
        Ok(Self(0))
    }

    pub fn read_to_end(&mut self) -> Result<Vec<u8>, std::io::Error> {
        // [...]
        Ok(b"example".to_vec())
    }

    pub fn close(self) -> Result<(), std::io::Error> {
        // [...]
        Ok(())
    }
}

fn main() -> Result<(), std::io::Error> {
    let mut file = File::open("example.txt")?;
    println!("content: {:?}", file.read_to_end()?);
    Ok(())
}

容易忽略：从未调用 file.close()。问问全班有没有人注意到。
要正确释放文件描述符，必须在最后一次使用之后调用 file.close()——出错提前返回的路径上也要调用。
与其依赖用户调用 close()，不如实现 Drop trait 自动释放资源。这样就将清理与 File 值的生命周期绑定。
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// Copyright 2025 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
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impl Drop for File {
    fn drop(&mut self) {
        // libc::close(...);
        println!("file descriptor was closed");
    }
}
注意：Drop::drop() 不能返回 Result。任何失败都必须在内部处理或忽略。在标准库中，Drop 内关闭 FD 时的错误会被静默丢弃。参见实现： https://doc.rust-lang.org/src/std/os/fd/owned.rs.html#169-196
何时调用 Drop::drop？
通常，当 main() 中的 file 变量离开作用域时（无论是正常返回还是 panic），会自动调用 drop()。
若文件被移入另一个函数（如本例中的 File::close()），则该值在那个函数返回时被 drop——而不是在 main 中。
相比之下，C++ 即使对已移出（moved-from）的值，也会在原作用域运行析构函数。
演示：在 read_to_end() 开头插入 panic!("oops") 并运行。展开（unwinding）期间 drop() 仍会执行。
深入探索
Drop trait 还有一个重要限制：它不是 async 的。
这意味着你不能在析构函数中 await，而清理异步资源时常常需要这样做——例如套接字、数据库连接，或必须向另一系统发出完成信号的任务。
了解更多： https://rust-lang.github.io/async-fundamentals-initiative/roadmap/async_drop.html
nightly 上有实验性的 AsyncDrop trait： https://doc.rust-lang.org/nightly/std/future/trait.AsyncDrop.html