Rust 生命周期标注积累

Rust 生命周期标注是相当难学的。首先这个概念不方便用语言描述，以至于对"生命周期标注"的精辟总结往往是有歧义的，新手看到时容易纠结，不知道怎么理解对，这增加了学习的难度。其次新手不容易想象"生命周期标注"的使用场景，这种场景也比较复杂，需要学习者对 Rust 生命周期等基础的概念有深刻的理解。而且"生命周期标注"的语义可能是多样的，在不同场景下不完全相同，这意味着这个概念本身内容较多，注定要花更多的时间学习。最后，理解"生命周期标注"最终是要理解 Rust 编译器的行为，这种程序行为是很难用自然语言总结全面、准确的，所以在学习过程中总会觉得存在没有理解清楚的特殊情况。

我曾经多次下定决心要搞懂生命周期标注，但最终都失败了。最近我又遇到了这个概念，打算积累下我实际编程中遇到的情况，不强求总结出任何理解。

结构体定义中的生命周期标识

举一个来自星绽的例子

rust 复制代码

/// The result of a query over the VM space.
pub enum VmQueriedItem<'a> {
    /// The current slot is mapped, the frame within is allocated from the
    /// physical memory.
    MappedRam {
        /// The mapped frame.
        frame: FrameRef<'a, dyn AnyUFrameMeta>,
        /// The property of the slot.
        prop: PageProperty,
    },
    /// The current slot is mapped, the frame within is allocated from the
    /// MMIO memory.
    MappedIoMem {
        /// The physical address of the corresponding I/O memory.
        paddr: Paddr,
        /// The property of the slot.
        prop: PageProperty,
    },
}

/// A struct that can work as `&'a Frame<M>`.
pub struct FrameRef<'a, M: AnyFrameMeta + ?Sized> {
    inner: ManuallyDrop<Frame<M>>,
    _marker: PhantomData<&'a Frame<M>>,
}

这里 pub enum VmQueriedItem<'a> 中的 'a 是生命周期标识，表示 VmQueriedItem 的生命周期。此时 'a 是一个变量，不知道具体的生命周期是什么。但我们知道，VmQueriedItem 和其字段 FrameRef 拥有同样的生命周期，而 FrameRef 和其字段 PhantomData<&'a Frame<M>> 拥有同样的生命周期。这里的字段一定是引用类型或者包含引用类型，我们关注引用类型的生命周期是为了避免悬垂引用。

当创建 VmQueriedItem 类型时，为了构造其字段，我们会传入引用，传入的引用的实际生命周期决定了 'a 的值，编译器通过 'a 的标识知道所构造的 VmQueriedItem 类型的值的生命周期不能超过 'a（否则 VmQueriedItem 类型的值还活着而其中的引用类型已死）。编译器在编译时会检查这个 VmQueriedItem 类型的值有没有在超过 'a 生命周期的时候被使用，如果有则编译时报错。