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3.16.7 引用循环、内存泄露、Weak智能指针
1. 引用循环和内存泄露
下面的代码试图用之前学到的智能指针相关知识实现上面的链表:
use crate::List::{Cons, Nil};
use std::cell::RefCell;
use std::rc::Rc;
#[derive(Debug)]
enum List {
Cons(i32, RefCell<Rc<List>>),
Nil,
}
impl List {
fn tail(&self) -> Option<&RefCell<Rc<List>>> {
match self {
Cons(_, item) => Some(item),
Nil => None,
}
}
}
fn main() {
let a = Rc::new(Cons(5, RefCell::new(Rc::new(Nil))));
println!("a initial rc count = {}", Rc::strong_count(&a));
println!("a next item = {:?}", a.tail());
let b = Rc::new(Cons(10, RefCell::new(Rc::clone(&a))));
println!("a rc count after b creation = {}", Rc::strong_count(&a));
println!("b initial rc count = {}", Rc::strong_count(&b));
println!("b next item = {:?}", b.tail());
if let Some(link) = a.tail() {
*link.borrow_mut() = Rc::clone(&b); //将a修改为指向b
}
println!("b rc count after changing a = {}", Rc::strong_count(&b)); //输出引用计数,为2
println!("a rc count after changing a = {}", Rc::strong_count(&a)); //输出引用计数,为2
//下面的调用将出错,因为上面已经制造了循环引用,编译器无法找到tail
// println!("a next item = {:?}", a.tail());
}
下面分析整个过程中的内存布局:
- 当执行完第26行后,内存布局如下:
- 在执行完第33行后,b对应的Rc引用计数变成2,内存布局如下:
此时如果第40行代码执行将会panic,因为已经成了一个循环链表,Rust无法匹配到a的tail,最终会造成栈溢出。
- 在最后离开作用域时,Rust将会对b和a调用drop方法,对b调用drop方法后,内存布局如下:
此时b的Rc实例引用计数减去1,但是仍然不为0(因为第33行让a也引用了b的Rc实例),所以b所指向的内存并不会被释放。
- 然后Rust尝试drop a,其对应的Rc示例引用计数减去1,但仍然不为0,所以调用a的drop后,内存布局为:
至此,造成内存泄露。
2. 使用弱引用Weak
Weak类似于Rc,但它不持有所有权,它仅仅保存一份指向数据的弱引用。弱引用,就是不保证引用的对象存在,如果不存在,就返回一个 None。 下面为Weak和Rc的对比:




