错误消息不清楚：返回引用当前函数拥有的数据的值

Question

我不明白我收到的以下代码的错误消息。

use std::collections::HashMap;
use std::rc::Weak;

struct ThingPool {
    thing_map: HashMap<String, Thing>,
}

impl ThingPool {
    pub fn get(&self, key: &str) -> Option<&Thing> {
        self.thing_map.get(key)
    }
}

struct Thing {
    pool: Weak<RefCell<ThingPool>>,

    key: String,
    parent_key: String,
}

impl Thing {
    pub fn parent(&self) -> Option<&Thing> {
        let pool = &*self
            .pool
            .upgrade()
            .expect("FATAL: ThingPool no longer exists")
            .borrow();

        pool.get(&self.parent_key)
    }
}

fn main() {
    // ...
}

我有一个事物的递归数据结构，我正在尝试编写一个方法来根据其键在 ThingPool 中查找特定事物的父级。我收到的错误消息是：

  --> src/main.rs:30:9
   |
24 |           let pool = &*self
   |  ______________________-
25 | |             .pool
26 | |             .upgrade()
27 | |             .expect("FATAL: ThingPool no longer exists")
28 | |             .borrow();
   | |_____________________- temporary value created here
29 |
30 |           pool.get(&self.parent_key)
   |           ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ returns a value referencing data owned by the current function

我知道我不能返回对本地值的引用，但我不明白在这种情况下本地值是什么。什么是“当前函数拥有的数据”？我返回的值是 ThingPool 中 HashMap 的值。我没有复制pool，因此 HashMap 以及该值不应该是函数的本地值。我错过了什么？

Answer 1

当您调用upgrade().expect("...") 时，会创建一个新的Rc，该Rc 归当前函数所有。当您借用Rc 时，该引用不能比您刚刚创建的Rc 寿命长：当Rc 被删除时，它将减少引用计数，可能会释放池并使任何引用无效。目前，当您离开函数时，它会被删除，但函数仍会返回对其内容的引用。

中断调用链会有所帮助。

pub fn parent(&self) -> Option<&Thing> {
    let pool_rc = self
        .pool
        .upgrade()
        .expect("FATAL: ThingPool no longer exists");
        
    let pool_ref = pool_rc.borrow();

    let parent_ref = pool_ref.get(&self.parent_key);
    
    return parent_ref;
}

pool_rc 是Rc 指针。它不会被返回，因此它是一个必须在函数调用结束时删除的局部变量。

pool_ref 是对池的引用。它对引用计数一无所知，它依靠pool_rc 在开始之前增加计数并在结束后减少计数。

parent_ref 与pool_ref 在同一个泡菜中。它不知道引用计数，并且依赖 pool_rc 一直坚持到 parent_ref 过期后，以便 pool_rc 在 parent_ref 需要访问池时不会减少引用计数。

当您返回 parent_ref 时，您正试图使其寿命超过 pool_rc，这可能会导致问题。

下面是一个示例，说明如果允许此功能可能会出错：

1. 池上有一些外部Rc，所以池上的引用计数为1。
2. 您运行Thing::parent，返回对池中项目的引用，但由于函数结束时对池的Rc 被删除，池上的引用计数仍为1。
3. 外部 Rc 被删除，引用计数为 0 并释放池。
4. 您使用从parent 返回的引用，它引用已释放的内存。

您也许可以找到一些解决方案，将Rc 与对父级的引用一起返回到池中，以确保它存在。但是，我会提倡一种不同的策略：与其隐藏存在池的事实，不如明确地接受它。将 parent 调用移至 ThingPool 可以清楚地了解所有权动态。

use std::collections::HashMap;

struct ThingPool {
    thing_map: HashMap<String, Thing>,
}

impl ThingPool {
    pub fn get(&self, key: &str) -> Option<&Thing> {
        self.thing_map.get(key)
    }

    pub fn parent(&self, key: &str) -> Option<&Thing> {
        self.get(key).and_then(|thing| self.get(&thing.parent_key))
    }
}

struct Thing {
    key: String,
    parent_key: String,
}