是否为所有实现 trait 的类型生成了 vtable？答案

【问题标题】：Are vtables generated for all types that implement a trait?是否为所有实现 trait 的类型生成了 vtable？
【发布时间】：2021-10-14 16:59:30
【问题描述】：

如果我有一个特征Foo，以及一些实现者Bar，Baz。

impl Foo for Bar {
}

impl Foo for Baz {
}

但是假设我只使用其中一个作为特征对象，

let bar = Bar {..};
let foo: &dyn Foo = &bar;

那么我的二进制文件是否仍然具有两者的 vtable？这种行为在调试版本和发布版本之间会发生变化吗？

【问题讨论】：

标签： rust traits vtable trait-objects

【解决方案1】：

让我们找出答案。我把这个类似的代码in the Rust Playground 并运行“显示程序集”：

trait Foo {
    fn x(&self);
}
impl Foo for u8 {
    fn x(&self) {
        dbg!("xu8");
    }
}
impl Foo for u16 {
    fn x(&self) {
        dbg!("xu16");
    }
}

fn main() {
    let foo: &dyn Foo = &123_u8;
    foo.x();
    123_u8.x();
    123_u16.x();
}

在（调试模式）程序集输出中，main 是：

playground::main:
    subq    $24, %rsp
    leaq    .L__unnamed_12(%rip), %rax
    movq    %rax, 8(%rsp)
    leaq    .L__unnamed_2(%rip), %rax
    movq    %rax, 16(%rsp)
    leaq    .L__unnamed_12(%rip), %rdi
    callq   *.L__unnamed_2+24(%rip)
    leaq    .L__unnamed_12(%rip), %rdi
    callq   <u8 as playground::Foo>::x
    leaq    .L__unnamed_13(%rip), %rdi
    callq   <u16 as playground::Foo>::x
    addq    $24, %rsp
    retq

我们不需要看懂 x86 汇编的每一个细节就可以看到这里有三个函数调用，最后两个是我添加的静态调用进行比较。所以，.L__unnamed_2 可能与 vtable 有关。那是什么？

.L__unnamed_2:
    .quad   core::ptr::drop_in_place<u8>
    .asciz  "\001\000\000\000\000\000\000\000\001\000\000\000\000\000\000"
    .quad   <u8 as playground::Foo>::x

对我来说看起来像一个 vtable：它指的是滴胶和 x() 的实现。但是对于u16 没有任何相同的作用——对<u16 as playground::Foo>::x 的唯一引用是main 中的静态调度调用。

当然，这不排除编译器生成了 vtable 数据，然后在进入汇编列表之前将其丢弃。但如果是这样，那要么是编译器性能错误，要么成本太低以至于不值得担心。

（另外，作为更多轶事证据：如果碰巧在单独的代码生成单元中需要它们，Rust 编译器是 known to generate multiple vtables for the same type。）

【讨论】：