pared: Projected Shared pointers

为Arc和Rc提供投影，仅允许暴露来自T的引用。

包含存储在 std::sync::Arc 或 std::rc::Rc 中的数据投影的引用计数指针。这是一种类似于 ouroboros 或 yoke 的“自引用”类型。该软件包专门支持 Arc 和 Rc，以及从中获取的字段引用，这使得它能够提供比通用自引用软件包更简单的API。Parc可以在我们想要公开引用计数指针中存储的数据的一部分，同时仍然保持相同的数据共享所有权的情况下非常有用。我们将存储数据中的一个字段投影到Parc中，使我们只能向接收者公开该数据。

如果提供了 alloc，则此软件包可以在 no_std 环境中使用。

用法

此库中的指针在需要共享数据所有权（例如在线程间发送数据时），但只想向部分代码公开存储数据的部分时非常有用。

use pared::sync::Parc;

#[derive(Debug)]
struct PublicData;
// No Debug
struct SensitiveData;

struct Data {
    public: PublicData,
    sensitive: SensitiveData,
}

let data = Parc::new(Data { public: PublicData, sensitive: SensitiveData });
let public_only = data.project(|data| &data.public);

std::thread::spawn(move ||
    println!("I can only access public data: {:?}", public_only)
).join().unwrap();

在使用 Parc<T> 或 Prc<T> 时，其底层的 Arc<U> 或 Rc<U> 被类型擦除，因此您可以互换来使用这些指针的实例。

use pared::sync::Parc;

let use_second = true;
let from_tuple = Parc::new((0u8, 1u8, 2u8)).project(|tuple|
    if use_second {
        &tuple.1
    } else {
        &tuple.0
    }
);
let from_u8 = Parc::new(4u8);

fn check_equal(number: Parc<u8>, reference: u8) {
    assert_eq!(*number, reference);
}

let use_from_tuple = true;
if use_from_tuple {
    check_equal(from_tuple, 1);
} else {
    check_equal(from_u8, 4);
}

背景

C++ 的 std::shared_ptr 有一个 别名构造函数 (8)，允许您重用现有共享指针的引用计数，但指向新的数据。这个操作是不安全的，因为 C++ 没有一种方法来限制您使用这个构造函数与指向局部变量的指针。

使用 Rust，我们可以通过安全的 API 提供相同的操作。Rust 的 Arc 不存储引用计数和数据指向的两个不同的指针，所以它不包含这个功能。

我们可以通过在 Arc（以及 Rc）周围实现一个包装类型来实施这种“别名 Arc”。由于我们不关心 Arc 中存储的原始数据，我们可以将 Arc 类型擦除为一个不透明指针，并且我们只需要能够调用不依赖于原始 T 的成员函数。

• clone（用于增加计数器）
• drop（用于减少计数器）
• downgrade（用于获取 Weak 指针）
• strong_count 和 weak_count

同样地，对于 Weak，我们只需要

• clone（用于增加弱计数器）
• drop（用于减少弱计数器）
• upgrade（用于获取 Option<Arc>）
• strong_count 和 weak_count

我们的包装类型 sync::Parc、sync::Weak、prc::Prc 和 prc::Weak 存储它们各自底层的共享指针的类型擦除版本，这使得我们可以调用这些方法来操作底层的 Arc、Rc 和 Weak。

当我们构建 Arc、Rc 等的类型擦除版本时，我们存储了一个指向包含每个操作函数指针的 const 结构的引用。由于我们总是从一个具体的 Arc<T> 或 Rc<T> 构建出来，我们可以存储一个指向通用辅助类型 const 变量的引用，它首先将类型擦除的指针转换回 Arc<T>、Rc<T> 或正确的 Weak<T>，然后调用适当的函数。