将发送特征添加到装箱特征对象时出现奇怪的行为

Question

这是一个错误结构：

#[derive(Debug)]
pub struct Error {
    msg: &'static str,
  //source: Option<Box<dyn std::error::Error>>,        // old
    source: Option<Box<dyn std::error::Error + Send>>, // new
}

impl Error {
    fn new_caused<E>(msg: &'static str, err: E) -> Self
    where
        E: 'static + std::error::Error + Send,
    {
        Self {
            msg: msg,
            source: Some(Box::from(err)),
        }
    }
}

impl std::fmt::Display for Error {
    fn fmt(&self, fmt: &mut std::fmt::Formatter) -> std::fmt::Result {
        write!(fmt, "{}", self.msg) // HACK
    }
}

impl std::error::Error for Error {
    fn source(&self) -> Option<&(dyn std::error::Error + 'static)> {
        self.source.as_ref().map(|err| err.as_ref())
    }
}

fn main() {
    let err = "this will fail".parse::<i32>().unwrap_err();
    let err = Error::new_caused("some msg", err);
}

我决定让它成为Send可能，所以我改变source: Option<Box<dyn std::error::Error>>了source: Option<Box<dyn std::error::Error + Send>>，奇怪的事情发生了。

魔法#1

new_caused拒绝再编译：

error[E0277]: the trait bound `std::boxed::Box<dyn std::error::Error + std::marker::Send>: std::convert::From<E>` is not satisfied
  --> src/main.rs:14:26
   |
14 |             source: Some(Box::from(err)),
   |                          ^^^^^^^^^^^^^^ the trait `std::convert::From<E>` is not implemented for `std::boxed::Box<dyn std::error::Error + std::marker::Send>`
   |
   = note: required by `std::convert::From::from`

更改Box::from为Box::newhelped，即使它们的签名看起来相同并且Box::from其实现只是调用Box::new.

魔法#2

source也变得不正确：

error[E0308]: mismatched types
  --> src/main.rs:27:9
   |
27 |         self.source.as_ref().map(|err| err.as_ref())
   |         ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected trait `std::error::Error`, found trait `std::error::Error + std::marker::Send`
   |
   = note: expected enum `std::option::Option<&(dyn std::error::Error + 'static)>`
              found enum `std::option::Option<&dyn std::error::Error + std::marker::Send>`

为什么未使用的Send特征不像其他特征一样被忽略？

用手动版本替换组合器逻辑效果很好：

fn source(&self) -> Option<&(dyn std::error::Error + 'static)> {
    match &self.source {
        Some(source) => Some(source.as_ref()),
        None => None
    }
}

概括

对于这种“魔力”有什么解释以及更好的处理方法是什么？

Answer 1

对于魔术#1，这是因为标准库有这些实现：

impl<'a, E: Error + 'a> From<E> for Box<dyn Error + 'a>
impl<'a, E: Error + Send + Sync + 'a> From<E> for Box<dyn Error + Send + Sync + 'a>

如果E: Error + Send没有Sync.

简单的解决方案#1：Sync在有Send或 使用 的地方添加Box::new。

Magic #2 更复杂：您有一个std::option::Option<&dyn std::error::Error + Sync>需要Option<&dyn std::error::Error>. 您知道 a&(dyn std::error::Error + Send)可转换为 a &dyn std::error::Error，因此您期望 aOption<_>也可转换，但这些转换不具有传递性¹，因此失败。

mapthe和 the的区别match在于类型推导的顺序：

在这种map情况下，闭包的类型被推导出为采用 a Box<dyn std::error::Error + Sync>。由于它返回err.as_ref(), of type &dyn std::error::Error + Sync，这就是闭包返回的类型。然后Option::map返回一个Option<_>与闭包返回类型相同的类型，这样你就会得到一个finalOption<&dyn std::error::Error + Sync>和一个错误。

在match代码中，当您编写 时Some(source) => Some(source.as_ref())，source被推导为 type Box<dyn std::error::Error + Sync>，但右侧是从返回的 type 推导出来的Option<&dyn std::error::Error>，因此参数 toSome被强制转换为该类型：source.as_ref()转换为正确的类型并进行编译。

我认为编写此示例的最简单方法是as _在映射内添加强制转换，以指示编译器从用法而不是从内部代码推断闭包的类型：

self.source.as_ref().map(|err| err.as_ref() as _)

如果代码比较复杂，as _可能不太可行。那么 amatch就完全足够了。

具有固定代码的游乐场。

1：我想我读过有关使这些转换自动进行的内容（自动特征的协变？），但我在任何地方都找不到它......