将发送特征添加到装箱特征对象时的奇怪行为

Question

这是一个错误结构：

#[derive(Debug)]
pub struct Error {
    msg: &'static str,
  //source: Option<Box<dyn std::error::Error>>,        // old
    source: Option<Box<dyn std::error::Error + Send>>, // new
}

impl Error {
    fn new_caused<E>(msg: &'static str, err: E) -> Self
    where
        E: 'static + std::error::Error + Send,
    {
        Self {
            msg: msg,
            source: Some(Box::from(err)),
        }
    }
}

impl std::fmt::Display for Error {
    fn fmt(&self, fmt: &mut std::fmt::Formatter) -> std::fmt::Result {
        write!(fmt, "{}", self.msg) // HACK
    }
}

impl std::error::Error for Error {
    fn source(&self) -> Option<&(dyn std::error::Error + 'static)> {
        self.source.as_ref().map(|err| err.as_ref())
    }
}

fn main() {
    let err = "this will fail".parse::<i32>().unwrap_err();
    let err = Error::new_caused("some msg", err);
}

我决定让它 Send 可用，所以我将 source: Option<Box<dyn std::error::Error>> 更改为 source: Option<Box<dyn std::error::Error + Send>>，但奇怪的事情发生了。

魔法#1

new_caused拒绝再编译：

error[E0277]: the trait bound `std::boxed::Box<dyn std::error::Error + std::marker::Send>: std::convert::From<E>` is not satisfied
  --> src/main.rs:14:26
   |
14 |             source: Some(Box::from(err)),
   |                          ^^^^^^^^^^^^^^ the trait `std::convert::From<E>` is not implemented for `std::boxed::Box<dyn std::error::Error + std::marker::Send>`
   |
   = note: required by `std::convert::From::from`

将 Box::from 更改为 Box::new 有所帮助，即使它们的签名看起来相同并且 Box::from 的实现只是调用 Box::new.

魔法#2

source也变得不正确：

error[E0308]: mismatched types
  --> src/main.rs:27:9
   |
27 |         self.source.as_ref().map(|err| err.as_ref())
   |         ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected trait `std::error::Error`, found trait `std::error::Error + std::marker::Send`
   |
   = note: expected enum `std::option::Option<&(dyn std::error::Error + 'static)>`
              found enum `std::option::Option<&dyn std::error::Error + std::marker::Send>`

为什么未使用的 Send 特征不像其他特征那样被忽略？

用手动版本替换该组合器逻辑效果很好：

fn source(&self) -> Option<&(dyn std::error::Error + 'static)> {
    match &self.source {
        Some(source) => Some(source.as_ref()),
        None => None
    }
}

总结

这种“魔法”的解释是什么？有什么更好的处理方法？

Answer 1

对于魔法#1，这是因为标准库有这些实现：

impl<'a, E: Error + 'a> From<E> for Box<dyn Error + 'a>
impl<'a, E: Error + Send + Sync + 'a> From<E> for Box<dyn Error + Send + Sync + 'a>

没有 Sync 就没有 E: Error + Send 的实现。

简单的解决方案 #1：在有 Send 的地方添加 Sync 或使用 Box::new.

魔法 #2 更复杂：你有一个 std::option::Option<&dyn std::error::Error + Sync>，而你需要一个 Option<&dyn std::error::Error>。您知道 &(dyn std::error::Error + Send) 可以转换为 &dyn std::error::Error，因此您希望 Option<_> 也可以转换为 &dyn std::error::Error，但这些转换不是可传递的 ¹，所以它失败了。

map和match的区别在于类型推导的顺序：

在 map 的情况下，闭包的类型被推断为采用 Box<dyn std::error::Error + Sync>。因为它 returns err.as_ref()，类型 &dyn std::error::Error + Sync，也就是闭包 returns 的类型。然后 Option::map returns 一个 Option<_> 具有相同类型的闭包 return 类型所以你得到一个最终的 Option<&dyn std::error::Error + Sync> 和一个错误。

在match代码中，当你写Some(source) => Some(source.as_ref())时，source被推导为类型Box<dyn std::error::Error + Sync>，但右侧是从[=69=推导]ed 类型 Option<&dyn std::error::Error>，因此 Some 的参数被转换为该类型：source.as_ref() 被转换为正确的类型并编译。

我认为写这个例子最简单的方法是在映射中添加一个转换as _，指示编译器从用法而不是从内部代码推断闭包的类型：

self.source.as_ref().map(|err| err.as_ref() as _)

如果代码比较复杂，as _可能不可行。那么一个match就完全够用了。

Playground 固定码

1：我想我读过有关自动进行这些转换的内容（covariant on auto traits？）但我在任何地方都找不到...

将发送特征添加到装箱特征对象时的奇怪行为

Strange behavior when adding the Send trait to a boxed trait object

multithreading

compiler-errors

traits

thread-safety

rust

魔法#1

魔法#2

总结