最终代码

这就是我们的最终代码，我在这里加了一些额外的注释并排序了一下 imports：

  1. use std::marker::PhantomData;
  2. use std::ops::Deref;
  3. use std::ptr::NonNull;
  4. use std::sync::atomic::{self, AtomicUsize, Ordering};
  6. pub struct Arc<T> {
  7.     ptr: NonNull<ArcInner<T>>,
  8.     phantom: PhantomData<ArcInner<T>>,
  9. }
  11. pub struct ArcInner<T> {
  12.     rc: AtomicUsize,
  13.     data: T,
  14. }
  16. impl<T> Arc<T> {
  17.     pub fn new(data: T) -> Arc<T> {
  18.         // 当前的指针就是第一个引用，因此初始时设置 count 为 1
  19.         let boxed = Box::new(ArcInner {
  20.             rc: AtomicUsize::new(1),
  21.             data,
  22.         });
  23.         Arc {
  24.             // 我们从 Box::into_raw 得到该指针，因此使用 `.unwrap()` 是完全可行的
  25.             ptr: NonNull::new(Box::into_raw(boxed)).unwrap(),
  26.             phantom: PhantomData,
  27.         }
  28.     }
  29. }
  31. unsafe impl<T: Sync + Send> Send for Arc<T> {}
  32. unsafe impl<T: Sync + Send> Sync for Arc<T> {}
  34. impl<T> Deref for Arc<T> {
  35.     type Target = T;
  37.     fn deref(&self) -> &T {
  38.         let inner = unsafe { self.ptr.as_ref() };
  39.         &inner.data
  40.     }
  41. }
  43. impl<T> Clone for Arc<T> {
  44.     fn clone(&self) -> Arc<T> {
  45.         let inner = unsafe { self.ptr.as_ref() };
  46.         // 我们没有修改 Arc 中的数据，因此在这里不需要任何原子的同步操作，
  47.         // 使用 relax 这种排序方式也就完全可行
  48.         let old_rc = inner.rc.fetch_add(1, Ordering::Relaxed);
  50.         if old_rc >= isize::MAX as usize {
  51.             std::process::abort();
  52.         }
  54.         Self {
  55.             ptr: self.ptr,
  56.             phantom: PhantomData,
  57.         }
  58.     }
  59. }
  61. impl<T> Drop for Arc<T> {
  62.     fn drop(&mut self) {
  63.         let inner = unsafe { self.ptr.as_ref() };
  64.         if inner.rc.fetch_sub(1, Ordering::Release) != 1 {
  65.             return;
  66.         }
  67.         // 我们需要防止针对 inner 的使用和删除的重排序
  68.         // 因此使用 fence 来进行保护是非常有必要
  69.         atomic::fence(Ordering::Acquire);
  71.         // 安全保证：我们知道这是最后一个对 ArcInner 的引用，并且这个指针是有效的
  72.         unsafe { Box::from_raw(self.ptr.as_ptr()); }
  73.     }
  74. }