FuturesUnordered 的终身问题答案

【问题标题】：Lifetime issues with FuturesUnorderedFuturesUnordered 的终身问题
【发布时间】：2021-06-28 00:52:10
【问题描述】：

我正在尝试将这些 Readable 实例存储在 Coordinator 结构中并有一个schedule 方法，该方法选择readables 之一并将其推送到FuturesUnordered 实例（也在Coordinator 中）以供稍后拉取。问题是：由于生命周期错误而无法编译

use bytes::Bytes;
use futures::prelude::stream::FuturesUnordered;
use std::future::Future;
use std::pin::Pin;

struct Readable {}

impl Readable {
    async fn read(&mut self) -> Result<Bytes, ()> {
        Err(())
    }
}

type Futures = FuturesUnordered<Pin<Box<dyn Future<Output = Result<Bytes, ()>> + Send>>>;

struct Coordinator {
    readers: Vec<Readable>,
    futures: Futures,
}

impl Coordinator {
    fn schedule(&mut self) {
        let reader = self.readers.get_mut(0).unwrap();
        let f = Box::pin(reader.read());
        self.futures.push(f);
    }
}

错误

error[E0759]: `self` has an anonymous lifetime `'_` but it needs to satisfy a `'static` lifetime requirement
  --> src/lib.rs:23:22
   |
22 |     fn schedule(&mut self) {
   |                 --------- this data with an anonymous lifetime `'_`...
23 |         let reader = self.readers.get_mut(0).unwrap();
   |                      ^^^^^^^^^^^^ ...is captured here...
24 |         let f = Box::pin(reader.read());
25 |         self.futures.push(f);
   |                           - ...and is required to live as long as `'static` here

error: aborting due to previous error

游乐场链接：https://play.rust-lang.org/?version=stable&mode=debug&edition=2018&gist=2b69f519de1ac60b30bbbfb4a3cc3b7d

任何人都可以帮助我理解为什么这是一个问题？具体来说，当我尝试推送到 FuturesUnordered 时，它似乎在抱怨，但我没有看到推送方法的任何生命周期界限：

    /// Push a future into the set.
    ///
    /// This method adds the given future to the set. This method will not
    /// call [`poll`](core::future::Future::poll) on the submitted future. The caller must
    /// ensure that [`FuturesUnordered::poll_next`](Stream::poll_next) is called
    /// in order to receive wake-up notifications for the given future.
    pub fn push(&self, future: Fut) {...}

我认为它也可能与这个具有自引用的特定结构有关（即：Coordinator::futures 正在引用Coordinator::readers），但我不完全理解这是否相关。

【问题讨论】：

标签： rust lifetime self-reference

【解决方案1】：

如果我们扩展我们的异步函数，它将如下所示：

fn read<'a>(&'a mut self) -> impl Future<Output = Result<Bytes, ()>> + 'a

如您所见，'a 已在返回的 Future 类型中捕获了生命周期，此 'a 是一个匿名生命周期，因为可以从任何位置调用此 read 函数。

这导致了我们的问题；从编译器的角度来看，您的 schedule 函数创建了一个具有匿名生命周期的未来，并尝试将其存储在 self 中。它与FuturesUnordered不相关，即使您将未来存储为self.futures = f，编译器仍会抛出相同的错误。

一种解决方案可以使用专用生命周期来告诉编译器这是安全的，但我并不真正建议这样做，因为最终它可能会导致任何其他问题，因为它会强制在特定生命周期中借用 self，如下面的代码所示。

impl<'a> Coordinator<'a> {
    fn schedule(&'a mut self) {//forced
        let reader = self.readers.get_mut(0).unwrap();
        let f = Box::pin(reader.read());
        self.futures = f;
    }
}

Playground

如果您的 future 不借用任何东西，其他解决方案会容易得多，您可以将 async 函数定义为没有生命周期的未来构建器。

impl Readable {
    fn read(&mut self) -> impl Future<Output = Result<Bytes, ()>> {
        //produce bytes from self 
        futures::future::err(())
    }
}

Playground

另请参阅：

【讨论】：