基本代码(Base Code)

现在我们已经确定了Arc实现的布局，让我们创建一些基本代码。

构建Arc(Constructing the Arc)

我们首先需要一种构造Arc<T>的方法。

这非常简单，因为我们只需要将ArcInner<T>框起来，并获得一个指向它的NonNull<T>指针。

impl<T> Arc<T> {
    pub fn new(data: T) -> Arc<T> {
        // We start the reference count at 1, as that first reference is the
        // current pointer.
        let boxed = Box::new(ArcInner {
            rc: AtomicUsize::new(1),
            data,
        });
        Arc {
            // It is okay to call `.unwrap()` here as we get a pointer from
            // `Box::into_raw` which is guaranteed to not be null.
            ptr: NonNull::new(Box::into_raw(boxed)).unwrap(),
            phantom: PhantomData,
        }
    }
}

Send和Sync

因为我们正在构建一个并发原语，所以我们需要能够跨线程发送它。因此，我们可以实现Send和Sync标记trait。有关这些的更多信息，请参阅Send和Sync一节。

这很好，因为:

• 只有当且仅当它是引用该数据的唯一Arc时，您才能获得对Arc内值的可变引用（这只发生在Drop中）

• 我们使用原子进行共享的可变引用计数

unsafe impl<T: Sync + Send> Send for Arc<T> {}
unsafe impl<T: Sync + Send> Sync for Arc<T> {}

我们需要限定T: Sync + Send，因为如果我们不提供这些边界，就有可能通过Arc跨线程边界共享线程不安全的值，这可能会导致数据竞争或不健全。

例如，如果这些限定不存在，Arc<Rc<u32>> 将是 Sync 或 Send，这意味着你可以从 Arc 中克隆出 Rc 以通过线程发送它 （不创建一个全新的 Rc），这将创建数据竞争，因为 Rc 不是线程安全的。

获取ArcInner

要将NonNull<T>指针解引用为&T，我们可以调用NonNull::as_ref。 这是不安全的，不像典型的as_ref函数，所以我们必须像这样调用它：

unsafe { self.ptr.as_ref() }

我们将在此代码中多次使用此代码段（通常使用一个关联的 let 绑定）。

这种不安全是没有问题的，因为当这个Arc存在时，我们保证内部指针是有效的。

Deref

好的。 现在我们可以制作Arcs（很快就能正确地克隆和销毁它们），但是我们如何获取里面的数据呢?

我们现在需要的是Deref的一个实现。

我们需要导入trait：

use std::ops::Deref;

这是实现：

impl<T> Deref for Arc<T> {
    type Target = T;
    fn deref(&self) -> &T {
        let inner = unsafe { self.ptr.as_ref() };
        &inner.data
    }
}

很简单吧? 这只是对指向ArcInner<T>的NonNull指针进行解引用，然后获取对内部数据的引用。

代码

这是本节的所有代码：

 use std::ops::Deref;
impl<T> Arc<T> {
    pub fn new(data: T) -> Arc<T> {
        // We start the reference count at 1, as that first reference is the
        // current pointer.
        let boxed = Box::new(ArcInner {
            rc: AtomicUsize::new(1),
            data,
        });
        Arc {
            // It is okay to call `.unwrap()` here as we get a pointer from
            // `Box::into_raw` which is guaranteed to not be null.
            ptr: NonNull::new(Box::into_raw(boxed)).unwrap(),
            phantom: PhantomData,
        }
    }
}
unsafe impl<T: Sync + Send> Send for Arc<T> {}
unsafe impl<T: Sync + Send> Sync for Arc<T> {}
impl<T> Deref for Arc<T> {
    type Target = T;
    fn deref(&self) -> &T {
        let inner = unsafe { self.ptr.as_ref() };
        &inner.data
    }
}