Rust 编程 | 恐慌处理与内存安全

简介

在本实验中，我们将学习 Rust 中的 panic! 宏，它可用于引发恐慌并开始展开堆栈，导致程序报告恐慌消息并退出。运行时会通过调用对象的析构函数来释放线程拥有的所有资源。我们还将查看一个使用 panic! 宏处理除零错误的示例，并使用 Valgrind 验证它不会导致内存泄漏。

注意：如果实验未指定文件名，你可以使用任何你想要的文件名。例如，你可以使用 main.rs，并通过 rustc main.rs &&./main 进行编译和运行。

Skills Graph

%%%%{init: {'theme':'neutral'}}%%%% flowchart RL rust(("Rust")) -.-> rust/DataStructuresandEnumsGroup(["Data Structures and Enums"]) rust(("Rust")) -.-> rust/ErrorHandlingandDebuggingGroup(["Error Handling and Debugging"]) rust(("Rust")) -.-> rust/BasicConceptsGroup(["Basic Concepts"]) rust(("Rust")) -.-> rust/FunctionsandClosuresGroup(["Functions and Closures"]) rust(("Rust")) -.-> rust/MemorySafetyandManagementGroup(["Memory Safety and Management"]) rust(("Rust")) -.-> rust/AdvancedTopicsGroup(["Advanced Topics"]) rust(("Rust")) -.-> rust/DataTypesGroup(["Data Types"]) rust/BasicConceptsGroup -.-> rust/variable_declarations("Variable Declarations") rust/DataTypesGroup -.-> rust/integer_types("Integer Types") rust/DataTypesGroup -.-> rust/string_type("String Type") rust/FunctionsandClosuresGroup -.-> rust/function_syntax("Function Syntax") rust/FunctionsandClosuresGroup -.-> rust/expressions_statements("Expressions and Statements") rust/MemorySafetyandManagementGroup -.-> rust/lifetime_specifiers("Lifetime Specifiers") rust/DataStructuresandEnumsGroup -.-> rust/method_syntax("Method Syntax") rust/ErrorHandlingandDebuggingGroup -.-> rust/panic_usage("panic! Usage") rust/AdvancedTopicsGroup -.-> rust/operator_overloading("Traits for Operator Overloading") subgraph Lab Skills rust/variable_declarations -.-> lab-488373{{"Rust 恐慌处理与内存安全"}} rust/integer_types -.-> lab-488373{{"Rust 恐慌处理与内存安全"}} rust/string_type -.-> lab-488373{{"Rust 恐慌处理与内存安全"}} rust/function_syntax -.-> lab-488373{{"Rust 恐慌处理与内存安全"}} rust/expressions_statements -.-> lab-488373{{"Rust 恐慌处理与内存安全"}} rust/lifetime_specifiers -.-> lab-488373{{"Rust 恐慌处理与内存安全"}} rust/method_syntax -.-> lab-488373{{"Rust 恐慌处理与内存安全"}} rust/panic_usage -.-> lab-488373{{"Rust 恐慌处理与内存安全"}} rust/operator_overloading -.-> lab-488373{{"Rust 恐慌处理与内存安全"}} end

`panic!`

panic! 宏可用于引发恐慌并开始展开堆栈。在展开堆栈的过程中，运行时会通过调用线程所有对象的析构函数来释放该线程所拥有的所有资源。

由于我们处理的是单线程程序，panic! 将导致程序报告恐慌消息并退出。

// 整数除法 (/) 的重新实现
fn division(dividend: i32, divisor: i32) -> i32 {
    if divisor == 0 {
        // 除零操作会触发恐慌
        panic!("division by zero");
    } else {
        dividend / divisor
    }
}

// `main` 任务
fn main() {
    // 在堆上分配的整数
    let _x = Box::new(0i32);

    // 此操作将触发任务失败
    division(3, 0);

    println!("This point won't be reached!");

    // `_x` 此时应被销毁
}

让我们检查一下 panic! 不会导致内存泄漏。

<!-- REUSE-IgnoreStart -->

<!-- 防止 REUSE 解析示例代码中的版权声明 -->

$ rustc panic.rs && valgrind./panic
==4401== Memcheck, a memory error detector
==4401== Copyright (C) 2002-2013, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==4401== Using Valgrind-3.10.0.SVN and LibVEX; rerun with -h for copyright info
==4401== Command:./panic
==4401==
thread '<main>' panicked at 'division by zero', panic.rs:5
==4401==
==4401== HEAP SUMMARY:
==4401==     in use at exit: 0 bytes in 0 blocks
==4401==   total heap usage: 18 allocs, 18 frees, 1,648 bytes allocated
==4401==
==4401== All heap blocks were freed -- no leaks are possible
==4401==
==4401== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==4401== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)

<!-- REUSE-IgnoreEnd -->

总结

恭喜你！你已经完成了「恐慌！」实验。你可以在 LabEx 中练习更多实验来提升你的技能。