Respuesta

En Rust no hay un recolector de basura clásico, por lo que se utilizan punteros inteligentes (smart pointers) para gestionar la propiedad de estructuras complejas. Los más comunes son:

• Box<T> — asigna memoria para un objeto en el heap y transfiere la propiedad de esta. Se utiliza en casos donde el tamaño de los datos no se conoce en tiempo de compilación o se requiere un recurso único pero movible.

• Rc<T> (Reference Counted) — conteo de referencias, permite que varias variables "compartan" la propiedad de datos inmutables (solo en un contexto de un solo hilo).

• Arc<T> (Atomic Reference Counted) — también implementa el conteo de referencias, pero de forma atómica; es adecuado para programas multihilo.

• RefCell<T> — proporciona propiedad "mutable interna" en tiempo de ejecución, permitiendo cambiar el contenido incluso a través de una referencia inmutable, pero solo en un hilo (¡no es seguro para hilos!).

Ejemplo:

use std::rc::Rc;
let a = Rc::new(vec![1,2,3]);
let b = Rc::clone(&a);
// Ahora tanto a como b son propietarios de los mismos datos

Pregunta trampa

¿Se puede usar Rc<T> en código multihilo si todos los hilos solo leen datos? Explique.

Respuesta: ¡No, no se puede! A pesar de que Rc<T> permite solo acceso inmutable a los datos, el propio contenedor Rc<T> no es seguro para hilos, ya que el conteo interno de referencias no está protegido contra condiciones de carrera. Para esto está destinado Arc<T> — su contador interno es seguro para hilos.

Ejemplo:

// ¡El siguiente código no se compilará!
use std::thread;
use std::rc::Rc;
let five = Rc::new(5);
for _ in 0..10 {
    let five = Rc::clone(&five);
    thread::spawn(move || {
        println!("{}", five);
    });
}

Ejemplos de errores reales debido al desconocimiento de los detalles del tema

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Historia

Se intentó utilizar Rc<T> para compartir una caché entre hilos para acelerar un servicio web. En producción se obtuvieron errores extraños y datos corruptos. Después de investigar, se descubrió que Rc no es seguro para hilos y el contador de referencias se había dañado. Solución: cambio a Arc<T>.

Historia

En una aplicación de escritorio, un gran árbol de objetos se almacenó en Box<T>, pero no se tuvo en cuenta que varias partes de la interfaz de usuario necesitaban compartir la propiedad de los datos. Esto llevó a errores de compilación. La solución fue utilizar Rc<T> para compartir el acceso.

Historia

En un módulo de lógica de negocio, se utilizó RefCell<T> para organizar el acceso mutable a datos que también se pasaban a través de Arc<T> entre hilos. Pero intentar combinar RefCell<T> y Arc<T> llevó a condiciones de carrera y pánicos en tiempo de ejecución. Para una opción segura para hilos, se debió utilizar Mutex<T> o RwLock<T> en lugar de RefCell<T>.