Risposta

In Rust, le variabili globali sono dichiarate utilizzando la parola chiave static. Queste variabili vivono per tutta la durata dell'esecuzione del programma. Per impostazione predefinita, l'accesso a static non mutabili è sicuro, ma per quelli mutabili è necessario usare unsafe, poiché il compilatore non può garantire l'assenza di condizioni di gara tra i thread.

Per un accesso sicuro alle variabili globali mutabili si utilizzano tipi di involucro speciali: Mutex, RwLock, tipi Atomic* o crate esterni (lazy_static, once_cell). L'inizializzazione è "pigra" se richiede la creazione ritardata dell'oggetto al primo accesso.

Esempi:

static COUNTER: AtomicUsize = AtomicUsize::new(0);

static ref CONFIG: Config = read_config(); // con lazy_static o once_cell

Domanda trabocchetto

È possibile dichiarare una variabile globale mutabile senza tipi speciali, se verrà utilizzata solo da un singolo thread? È necessario scrivere unsafe?

Risposta: Il compilatore richiederà l'utilizzo di unsafe per qualsiasi modifica della variabile globale, anche se la logica è uniplo. Questo è un requisito generale per tutti i static mut. Solo se la variabile è avvolta in una struttura di sincronizzazione (Mutex, atomi, ecc.), il compilatore consentirà un accesso sicuro.

static mut VALUE: i32 = 0;

unsafe {
    VALUE += 1;
}

Esempi di errori reali a causa della mancanza di comprensione delle sfumature del tema

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Storia

Nel web service, durante l'inizializzazione della cache globale, utilizzavano una normale variabile static con una stringa. Più thread scrivevano contemporaneamente, si verificavano "bit" di memoria e crash dell'applicazione a causa di condizioni di gara.

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Storia

Nella utility di comando in Rust, cambiavano una variabile statica senza sincronizzazione, perché "funziona solo attraverso main". Successivamente, il codice è stato ritoccato per la multithreading, dimenticando lo stato globale mutabile, portando a bug molto difficili da individuare.

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Storia

Nel programma embedded, inizializzavano in modo errato static CONFIG tramite una funzione all'avvio, ma non garantivano che fosse chiamata esattamente una volta. Di conseguenza, alcune parti del codice accedevano a una configurazione non inizializzata (riferimento nullo).