使结构比赋予该结构的方法的参数更长寿

我正在寻找一种方法来确保结构的寿命比赋予该结构的方法的参数的寿命长。 即使结构在离开方法后不保存对该数据的引用。

这是用于馈送到 FFI 的包装原始指针。我想保证实现 FFI 的结构比Option<&'a Any>我用来将 Rust 对象提供给指针包装器。

Context是 FFI 包装器。Data拥有映射到 FFI 类型的不同类型。 FFI 函数在返回之前立即复制所有这些类型。

原始指针除外。

所以我添加了一个生命周期说明符Context只是为了那些并使用它send_data().

但不知怎的，这还不够。我预计下面的代码无法编译。

编辑：Rust Discord 建议制作的某人&self mutable in send_data()。这达到了预期的效果，但我的 FFI 是线程安全的（且无状态的）并且send_data()时间紧迫。所以我非常想避免这种情况。

use std::any::Any;
use std::marker::PhantomData;

struct IntegerArray<'a> {
    data: &'a [i32],
}

struct WrappedRawPointer<'a> {
    ptr: *const std::ffi::c_void,
    _marker: PhantomData<&'a ()>,
}

impl<'a> WrappedRawPointer<'a> {
    fn new(data: Option<&'a dyn Any>) -> Self {
        Self {
            ptr: data
                .map(|p| p as *const _ as *const std::ffi::c_void)
                .unwrap_or(std::ptr::null()),
            _marker: PhantomData,
        }
    }
}

enum Data<'a, 'b> {
    IntegerArray(IntegerArray<'a>),
    WrappedRawPointer(WrappedRawPointer<'b>),
}

struct Context<'a> {
    ctx: u32,
    _marker: PhantomData<&'a ()>,
}

impl<'a> Context<'a> {
    fn new() -> Self {
        Self {
            ctx: 0, // Call FFI to initialize context
            _marker: PhantomData,
        }
    }

    fn send_data(&self, data: Data<'_, 'a>) {
        match data {
            Data::IntegerArray(_i) => (),      // Call FFI function
            Data::WrappedRawPointer(_p) => (), // Call FFI function
        }
    }
}

fn main() {
    let ctx = Context::new();

    {
        let some_float: f32 = 42.0;
        ctx.send_data(
            Data::WrappedRawPointer(
                WrappedRawPointer::new(
                    Some(&some_float)
                )
            )
        );

        // I would like rustc to complain 
        // here that some_float does not
        // outlive ctx
    }

    // Explicitly drop outside
    // the previous block to 
    // prevent rustc from being
    // clever
    drop(ctx);
}

Making send_data take &mut self代替&self之所以有效，是因为它使得类型self范围不变的关于类型Self. 子类型和方差 https://doc.rust-lang.org/nomicon/subtyping.htmlRustonomicon 中对此进行了描述，以及 Stack Overflow 上的其他问题（见下文）。

因为你想要不变性，即使self是一个不可变的引用，这表明Context<'a> itself是错误的：它是协变的'a，但它应该是不变的。您可以通过将类型参数更改为来解决此问题PhantomData到同样不变的东西'a:

struct Context<'a> {
    ctx: u32,
    _marker: PhantomData<*mut &'a ()>,  // or Cell<&'a ()>, or fn(&'a ()) -> &'a (), etc.
}

PhantomData不仅仅是为了让编译器不会对你大喊大叫而机械地添加的东西。类型参数的具体形式PhantomData告诉编译器how您的结构与其类型和生命周期参数相关（当编译器无法自行弄清楚时）。在这种情况下，您想告诉编译器Context<'some_long_lifetime> can't被替换为Context<'a_much_shorter_lifetime>即使它的字段都允许这种替换。

关于方差的更多问题

• 这个实例如何看起来比它自己的参数生命周期还要长？ https://stackoverflow.com/questions/42637911/how-can-this-instance-seemingly-outlive-its-own-parameter-lifetime
• 为什么链接生命周期仅与可变引用相关？ https://stackoverflow.com/questions/32165917/why-does-linking-lifetimes-matter-only-with-mutable-references
• 如何在线程之间共享包含幻像指针的结构？ https://stackoverflow.com/questions/50200197/how-do-i-share-a-struct-containing-a-phantom-pointer-among-threads（如果Context应该Send or Sync)