可证明、可组合、编译时无死锁。

如何使用 locktree

这个 crate 围绕一个宏：locktree。

locktree 的工作原理（待更新：使用最新格式）

locktree（滥用）Rust 的类型系统来确保锁总是以相同的顺序获取。在 locktree 管理下的锁被组织成一条线性序列。只能通过向前移动到这个序列来获取锁，并且在向后移动时必须释放锁。因此，只要所有锁都由 locktree 管理，静态上就不可能有两个线程以不同的顺序获取相同的锁集，因此死锁是不可能的。

为了实现这一点，locktree 依赖于对可变引用的别名规则、生命周期以及序列中每个点的单独类型。在最简单的情况下，只有一个锁

locktree! {
  Main {
    main: StdMutex<String>,
  }
}

该宏将生成一个“入口点”，您可以使用它来锁定任何东西（在这种情况下，只有 main，为了说明目的，显式指定生命周期）

struct MainLockTree {
  main: ::std::sync::Mutex<String>,
}

impl MainLockTree {
  fn lock_main<'a>(
    &'a mut self
  ) -> (::std::sync::MutexGuard<'a, String>, MainLockTreeMain<'a>) {
    // ...
    # unimplemented!()
  }
}

所有锁函数都接受 &mut self 并返回适当的锁和一个 前向锁树。两者都通过其生命周期与 MainLockTree 实例绑定，因此（在安全 Rust 中）不可能使用该实例来锁定其他任何东西。进一步的锁定只能通过前向锁树进行。在这种情况下，MainLockTreeMain 完全为空，因此无法获取更多锁

impl<'b> MainLockTreeMain<'b> {}

这是因为 main 之后没有更多的锁。如果我们有两个锁

locktree! {
  Main {
    first: StdMutex<String>,
    second: StdRwLock<Vec<usize>>,
  }
}

我们就能从入口点锁定任何一个

struct MainLockTree {
  first: ::std::sync::Mutex<String>,
  second: ::std::sync::RwLock<Vec<usize>>,
}

impl MainLockTree {
  fn lock_first<'a>(
    &'a mut self
  ) -> (::std::sync::MutexGuard<'a, String>, MainLockTreeFirst<'a>) {
    // ...
    # unimplemented!()
  }

  fn read_second<'a>(
    &'a mut self
  ) -> (::std::sync::RwLockReadGuard<'a, Vec<usize>>, MainLockTreeSecond<'a>) {
    // ...
    # unimplemented!()
  }

  fn write_second<'a>(
    &'a mut self
  ) -> (::std::sync::RwLockWriteGuard<'a, Vec<usize>>, MainLockTreeSecond<'a>) {
    // ...
    # unimplemented!()
  }
}

MainLockTreeSecond 再次为空，因为它是序列中的最后一个。然而，MainLockTreeFirst 允许 second（但不能是 fist）按顺序被锁定

struct MainLockTreeSecond<'a>(&'a MainLockTree);

impl MainLockTree {
  fn read_second<'a>(
    &'a mut self
  ) -> (::std::sync::RwLockReadGuard<'a, Vec<usize>>, MainLockTreeSecond<'a>) {
    // ...
    # unimplemented!()
  }

  fn write_second<'a>(
    &'a mut self
  ) -> (::std::sync::RwLockWriteGuard<'a, Vec<usize>>, MainLockTreeSecond<'a>) {
    // ...
    # unimplemented!()
  }
}

因此，强制执行了适当的锁定顺序。请注意，您可以选择在当前状态和目标锁之间不锁定任何东西，但如果有必要锁定跳过的任何内容，则必须将其丢弃并重新获取。

组合

待更新