为什么std :: rc :: Rc需要PhantomData？

Question

我知道这PhantomData是要消耗数据类型定义中的生命周期或类型参数，否则将不使用该参数。我最近在看的定义Rc在锈标准库，发现它似乎雇用PhantomData，但它看起来像T在同级领域正在被使用ptr作为NonNull<RcBox<T>>。文档说这NonNull是“ * mut T，但非零且协变”。并通过以下语句进一步扩展该定义：

与相比*mut T，NonNull<T>T 与T协变。如果这对于您的用例而言是不正确的，则应PhantomData在类型中包括一些以提供不变性，例如PhantomData<Cell<T>>或PhantomData<&'a mut T>。

因此，它是否需要方差还是更多，因为NonNull它实际上是原始指针，PhantomData并且需要消耗消亡的生命，因为这个答案似乎暗示了这一点？

Answer 1

PhantomData用来告诉丢弃检查器丢弃Rc<T> 可能导致类型值的T丢弃。

当我们宣布可以删除type的值时T，删除检查器将确保所有生存期都T超过其struct自身。正是这种检查阻止了以下代码的编译。在这种情况下，Rcis 的通用参数PeekOnDrop<&'a u8>具有生命周期'a。

use std::{fmt, rc::Rc};

struct PeekOnDrop<T: fmt::Debug>(T);

impl<T: fmt::Debug> Drop for PeekOnDrop<T> {
    fn drop(&mut self) {
        println!("{:?}", self.0);
    }   
}

struct SelfReferential<'a> {
   value: Box<u8>,
   rc: Option<Rc<PeekOnDrop<&'a u8>>>,
}

fn main() {
    let mut sr = SelfReferential {
        rc: None,
        value: Box::new(1),
    };

    sr.rc = Some(Rc::new(PeekOnDrop(&*sr.value)));

    // `sr` would be dropped here, which could drop `value` before `rc`.
    // The destructor of `PeekOnDrop` would then try to inspect the (dangling)
    // reference, resulting in UB!
}

有关此处的基本逻辑的完整说明，请参见nomicon，但请注意，如果没有PeekOnDrop，则前面的示例编译就可以了。这是因为Rc<T>在其Drop隐式中声明其通用参数T为#[may_dangle]。通过这样做，它承诺其Dropimpl不T对其拥有的值做任何事情，除非（可能）删除它。仅当drop checker递归检查Dropimpl PeekOnDrop并发现它可以访问时，T才会发生错误。

为了完整起见，这里是一个不确定的程序的一个例子是谎言由声称PeekOnDrop的DropIMPL不访问T使用#[may_dangle]。如果原始示例Rc未用于PhantomData声明它可能会降低的值，则同样的未定义行为也会显示出来T。