• 阅读对象：计算机工程师，rust 程序员或爱好者
• 预备知识：竞态条件和锁的基础知识，rust 中关于生命周期和引用与借用的基础知识

TL;DR 变量访问的三板斧

Rust 中访问变量有三种方式：

1. 捕获所有权后访问
2. 使用不可变引用访问
3. 使用可变引用访问

1 安全而高效的 Rust

Rust 是一个讲究安全和高效的语言，我使用了 Rust 一段时间之后，逐渐领悟了 Rust 的作者对“安全”的理解。

对于 Rust 的初学者来说，最难的两道坎莫过于**“生命周期”和“所有权”**这两个概念。这也是 Rust 语言最具特色最核心的概念，也正是它们保证了语言的安全和高效。

这篇文章写一写我自己对 Rust 所有权的理解。

2 Rust 的所有权

Rust 对变量维护所有权并管理它的引用，来保证内存安全。

Rust 的变量声明非常简单：

let test_str = String::from("foobar");

这个语句做了三件事：

1. 在内存中开辟一段空间。
2. 将“foobar”字符串写入这段内存。
3. 将该内存的所有权绑定到 test_str 变量

使用这个变量有三种方式：

// 1. 将字符串复制到新的内存空间
// 此时 test_str_copy 有了独立的所有权
let test_str_copy = test_str.clone();

// 2. 新建一个不可变引用（只读）
let test_str_ref = &test_str;

// 3. 创建一个可变引用（读写）
let test_str_mut_ref = &mut test_str;

以上方法是如何保证内存安全的呢？两个方面：

• 一旦有个变量具有可变引用，那么这个变量的内存就无法在其他地方读写，从而保证了排他性。
• 如果一个变量具有不可变引用，那么就无法再被“可变引用”了，保证了在读内存的时候，值不会改变。

3 数据库的属性锁

Rust 所有权机制让我想到了另外一个概念：属性锁。

属性锁在数据库和高并发编程里很常见。例如在数据库的事务管理中存在两种属性锁：

• 共享锁（读锁）：当一个事务对一个数据加上共享锁后，这个数据就不能被其他事务修改，但是其他的事务依然可以读该数据。也就是说，共享锁一个数据可以有多个，大家都可以读。
• 排他锁（写锁）：当一个事务要写一个数据时，会加排他锁，其他事务无法读或写这段数据。排他锁一个数据只能有一个，只有一个事务可以读写。

数据库中的“共享锁”和“排他锁”刚好对应了“不可变引用”和“可变引用”。

4 打个比方……

如果把 Rust 的一个变量或者数据库的一段数据比作一个妹子。

不可变引用就好比是单身的妹子，男孩子们都可以追。姑娘相当于被上了一个“共享锁”，大家都能和姑娘聊聊天但是不能动手。

可变引用就好像是已经有男朋友的妹子，像上了一把“排他锁”，只有她的男朋友可以牵手，其他男生都不能追求。

这样解释是不是形象了跟多？😂

5 总结：计算机的内存安全

人类的大脑一次只能处理一件事，而计算机不一样，它可以并行处理很多事。就好像多重人格，计算机工程师必须想办法管理好计算机的“多重人格”，让他们能和谐相处。

当多重人格之间打架了，计算机程序就可能出错。为了保证不出错，工程师们会用“锁”来控制“多重人格”，让他们好好协作不出乱子。

这篇文章，我们看到了 Rust 用 “所有权” 来保证内存安全，而数据库用“属性锁”来实现表的数据安全。他们背后的原理和逻辑其实是一样的：让并行处理的过程有序而正确。

参考

1. 浅谈数据库共享锁与排它锁 - 知乎

2. 引用与借用 - Rust语言圣经(Rust Course)