如何创建全局的可变单例？

在系统中只有一个实例的情况下，创建和使用结构的最佳方法是什么？是的，这是必需的，它是OpenGL子系统，将其制作多个副本并将其传递到任何地方都会增加混乱，而不是缓解它。

单例需要尽可能高效。似乎不可能在静态区域上存储任意对象，因为它包含Vec带有析构函数的。第二种选择是在静态区域上存储一个（不安全的）指针，该指针指向分配给堆的单例对象。在保持语法简洁的同时，最方便，最安全的方法是什么。

非回答答案

通常避免使用全局状态。取而代之的是，在较早的某个位置（可能在中main）构造对象，然后将对该对象的可变引用传递到需要它的位置。通常，这将使您的代码更容易推理，并且不需要太多的向后弯曲。

在决定要使用全局可变变量之前，请仔细照镜子自己。在极少数情况下，它很有用，这就是为什么值得知道如何做的原因。

还想做一个...吗？

使用延迟静态

在慵懒的静电箱可以带走一些手动创建一个单独的苦差事。这是一个全局可变向量：

use lazy_static::lazy_static; // 1.4.0
use std::sync::Mutex;

lazy_static! {
    static ref ARRAY: Mutex<Vec<u8>> = Mutex::new(vec![]);
}

fn do_a_call() {
    ARRAY.lock().unwrap().push(1);
}

fn main() {
    do_a_call();
    do_a_call();
    do_a_call();

    println!("called {}", ARRAY.lock().unwrap().len());
}

如果删除，Mutex那么您将拥有一个没有任何可变性的全局单例。

您也可以使用a RwLock代替a Mutex来允许多个并发阅读器。

使用one_cell

after_cell板条箱可以消除手动创建单例的繁琐工作。这是一个全局可变向量：

use once_cell::sync::Lazy; // 1.3.1
use std::sync::Mutex;

static ARRAY: Lazy<Mutex<Vec<u8>>> = Lazy::new(|| Mutex::new(vec![]));

fn do_a_call() {
    ARRAY.lock().unwrap().push(1);
}

fn main() {
    do_a_call();
    do_a_call();
    do_a_call();

    println!("called {}", ARRAY.lock().unwrap().len());
}

如果删除，Mutex那么您将拥有一个没有任何可变性的全局单例。

您也可以使用a RwLock代替a Mutex来允许多个并发阅读器。

特例：原子

如果只需要跟踪整数值，则可以直接使用atomic：

use std::sync::atomic::{AtomicUsize, Ordering};

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

fn do_a_call() {
    CALL_COUNT.fetch_add(1, Ordering::SeqCst);
}

fn main() {
    do_a_call();
    do_a_call();
    do_a_call();

    println!("called {}", CALL_COUNT.load(Ordering::SeqCst));
}

手动，无依赖实现

这从Rust 1.0的实现stdin极大地削弱了，对现代Rust 进行了一些调整。您还应该看看的现代实现io::Lazy。我已对每一行的内容进行了内联注释。

use std::sync::{Arc, Mutex, Once};
use std::time::Duration;
use std::{mem, thread};

#[derive(Clone)]
struct SingletonReader {
    // Since we will be used in many threads, we need to protect
    // concurrent access
    inner: Arc<Mutex<u8>>,
}

fn singleton() -> SingletonReader {
    // Initialize it to a null value
    static mut SINGLETON: *const SingletonReader = 0 as *const SingletonReader;
    static ONCE: Once = Once::new();

    unsafe {
        ONCE.call_once(|| {
            // Make it
            let singleton = SingletonReader {
                inner: Arc::new(Mutex::new(0)),
            };

            // Put it in the heap so it can outlive this call
            SINGLETON = mem::transmute(Box::new(singleton));
        });

        // Now we give out a copy of the data that is safe to use concurrently.
        (*SINGLETON).clone()
    }
}

fn main() {
    // Let's use the singleton in a few threads
    let threads: Vec<_> = (0..10)
        .map(|i| {
            thread::spawn(move || {
                thread::sleep(Duration::from_millis(i * 10));
                let s = singleton();
                let mut data = s.inner.lock().unwrap();
                *data = i as u8;
            })
        })
        .collect();

    // And let's check the singleton every so often
    for _ in 0u8..20 {
        thread::sleep(Duration::from_millis(5));

        let s = singleton();
        let data = s.inner.lock().unwrap();
        println!("It is: {}", *data);
    }

    for thread in threads.into_iter() {
        thread.join().unwrap();
    }
}

打印输出：

It is: 0
It is: 1
It is: 1
It is: 2
It is: 2
It is: 3
It is: 3
It is: 4
It is: 4
It is: 5
It is: 5
It is: 6
It is: 6
It is: 7
It is: 7
It is: 8
It is: 8
It is: 9
It is: 9
It is: 9

该代码使用Rust 1.42.0进行编译。实际的实现Stdin使用一些不稳定的功能来尝试释放已分配的内存，而此代码并未这样做。

确实，您可能想要制作SingletonReader工具Deref，DerefMut因此您不必戳入对象并自己将其锁定。

所有这些工作都是lazy-static或Once_cell为您完成的。

“全球”的意思

请注意，您仍然可以使用常规的Rust范围和模块级隐私来控制对static或lazy_static变量的访问。这意味着您可以在模块中甚至在函数内部声明它，并且无法在该模块/函数外部访问它。这对于控制访问非常有用：

use lazy_static::lazy_static; // 1.2.0

fn only_here() {
    lazy_static! {
        static ref NAME: String = String::from("hello, world!");
    }

    println!("{}", &*NAME);
}

fn not_here() {
    println!("{}", &*NAME);
}

error[E0425]: cannot find value `NAME` in this scope
  --> src/lib.rs:12:22
   |
12 |     println!("{}", &*NAME);
   |                      ^^^^ not found in this scope

但是，该变量仍然是全局变量，因为在整个程序中存在一个实例。

使用SpinLock进行全局访问。

#[derive(Default)]
struct ThreadRegistry {
    pub enabled_for_new_threads: bool,
    threads: Option<HashMap<u32, *const Tls>>,
}

impl ThreadRegistry {
    fn threads(&mut self) -> &mut HashMap<u32, *const Tls> {
        self.threads.get_or_insert_with(HashMap::new)
    }
}

static THREAD_REGISTRY: SpinLock<ThreadRegistry> = SpinLock::new(Default::default());

fn func_1() {
    let thread_registry = THREAD_REGISTRY.lock();  // Immutable access
    if thread_registry.enabled_for_new_threads {
    }
}

fn func_2() {
    let mut thread_registry = THREAD_REGISTRY.lock();  // Mutable access
    thread_registry.threads().insert(
        // ...
    );
}

如果您想要可变的状态（不单例），请参阅Rust中的“不该做什么”以获取更多描述。

希望对您有所帮助。

回答我自己重复的问题。

Cargo.toml：

[dependencies]
lazy_static = "1.4.0"

板条箱根（lib.rs）：

#[macro_use]
extern crate lazy_static;

初始化（不需要不安全的块）：

/// EMPTY_ATTACK_TABLE defines an empty attack table, useful for initializing attack tables
pub const EMPTY_ATTACK_TABLE: AttackTable = [
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
];

lazy_static! {
    /// KNIGHT_ATTACK is the attack table of knight
    pub static ref KNIGHT_ATTACK: AttackTable = {
        let mut at = EMPTY_ATTACK_TABLE;
        for sq in 0..BOARD_AREA{
            at[sq] = jump_attack(sq, &KNIGHT_DELTAS, 0);
        }
        at
    };
    ...

编辑：

设法通过一次宏来解决它，它不需要宏。

Cargo.toml：

[dependencies]
once_cell = "1.3.1"

square.rs：

use once_cell::sync::Lazy;

...

/// AttackTable type records an attack bitboard for every square of a chess board
pub type AttackTable = [Bitboard; BOARD_AREA];

/// EMPTY_ATTACK_TABLE defines an empty attack table, useful for initializing attack tables
pub const EMPTY_ATTACK_TABLE: AttackTable = [
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
];

/// KNIGHT_ATTACK is the attack table of knight
pub static KNIGHT_ATTACK: Lazy<AttackTable> = Lazy::new(|| {
    let mut at = EMPTY_ATTACK_TABLE;
    for sq in 0..BOARD_AREA {
        at[sq] = jump_attack(sq, &KNIGHT_DELTAS, 0);
    }
    at
});