如何在 Rust 中存储对结构的 void* 引用？

Question

我正在与一些使用标准 void* userdata 方法的 C 回调进行交互，以允许您存储对某些上下文（例如结构）的引用。如何在 void* 中存储对 Rust 结构的引用并仍然允许它四处移动？看起来 Rust 的动作真的是动作，即这段代码失败了（如预期的那样）：

struct Thing {
    pointer_to_self: *mut Thing,
}

fn create_thing() -> Thing {
    let mut a = Thing {
        pointer_to_self: std::ptr::null_mut(),
    };
    a.pointer_to_self = &mut a as *mut _;
    a
}

fn main() {
    let mut b = create_thing();

    assert_eq!(&mut b as *mut _, b.pointer_to_self);
}

有办法解决这个问题吗？我可以有一个在你移动它时不会改变地址的 Rust 值吗？

Answer 1

您可以通过堆分配对象来防止值更改地址。这将需要取消引用才能访问它，但它将是固定的：

struct RealThing {
    // ...
}

struct Thing {
    // pointer could also be a field in RealThing, but it seems to
    // make more sense to leave only the actual payload there
    real_thing: Box<RealThing>,
    pointer_to_real: *mut RealThing,
}

fn create_thing() -> Thing {
    let mut a = Thing {
        real_thing: Box::new(RealThing {}),
        pointer_to_real: std::ptr::null_mut(),
    };
    a.pointer_to_real = a.real_thing.as_mut() as *mut _;
    a
}

fn main() {
    let mut b = create_thing();

    assert_eq!(b.real_thing.as_mut() as *mut _, b.pointer_to_real);
}

请注意，如果您尝试使用同时已被移动或复制构造的对象的地址，您在 C++ 中也会遇到同样的问题。

一句警告：实际上使用指针将导致未定义的行为，除非采取预防措施以防止存在对同一对象的多个可写引用。 UnsafeCell 文档说：

In general, transmuting an &T type into an &mut T is considered undefined behavior. The compiler makes optimizations based on the knowledge that &T is not mutably aliased or mutated, and that &mut T is unique.

装箱 RefCell<RealThing> 可能更安全，存储一个指向装箱单元格的不可变指针，然后通过将指针转换为 &RefCell<RealThing> 并调用 [= 将其转换回 &mut RealThing 19=] 在参考文献中。如果你随后犯了错误，至少 Rust 会通过恐慌来警告你。

如何在 Rust 中存储对结构的 void* 引用？

How to store a void* reference to a struct in Rust?

ffi

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