深入Rust标准库 必备的Rust语言高级指南

本书深入分析了Rust标准库的源代码，并厘清了分析Rust标准库源代码的脉络。全书共14章。第1章对Rust标准库体系进行了概述性介绍；第2章分析了Rust的一些独特性；第3~8章分析了CORE库与ALLOC库，这两个库可用于编写操作系统内核与用户态应用程序；第9~13章分析了STD库，STD库仅用于编写用户态应用程序；第14章对异步编程进行了简单分析。

本书试图以标准库的源代码为基础分析Rust的一些最本质的内容，从而加快程序员掌握Rust的进程。Rust标准库也是Rust编码技巧、程序设计、架构设计的“结晶”，因此，本书大量篇幅集中在对这些内容的分析上。

第1章 Rust标准库体系概述 1

1.1 CORE库 2

1.2 ALLOC库 3

1.3 STD库 4

1.4 回顾 4

第2章 Rust特征小议 5

2.1 泛型小议 6

2.1.1 基于泛型的函数及Trait 6

2.1.2 泛型约束的层次 6

2.2 Rust内存安全杂述 7

2.3 获取封装类型变量的内部变量 9

2.3.1 使用“?”运算符解封装 9

2.3.2 函数调用+自动解引用 10

2.3.3 采用闭包 10

2.3.4 获取引用 11

2.3.5 获取所有权 11

2.4 回顾 12

第3章 内存操作 13

3.1 裸指针——不安全的根源 15

3.1.1 裸指针具体实现 16

3.1.2 固有模块裸指针关联函数 18

3.1.3 裸指针操作 19

3.1.4 裸指针番外 22

3.2 MaybeUninit——未初始化变量方案 23

3.2.1 MaybeUninit定义 23

3.2.2 ManuallyDrop定义 24

3.2.3 MaybeUninit构造函数 25

3.2.4 MaybeUninit初始化函数 26

3.2.5 MaybeUninit数组类型操作 27

3.2.6 典型案例 28

3.3 裸指针再论 29

3.4 非空裸指针——NonNull 30

3.4.1 构造关联函数 31

3.4.2 类型转换函数 32

3.4.3 其他函数 32

3.5 智能指针的基座——Unique 33

3.6 mem模块函数 34

3.6.1 构造泛型变量函数 34

3.6.2 泛型变量所有权转移函数 34

3.6.3 其他函数 36

3.7 动态内存申请及释放 36

3.7.1 内存布局 36

3.7.2 动态内存申请与释放接口 38

3.8 全局变量内存探讨 42

3.9 drop总结 43

3.10 Rust所有权、生命周期、借用探讨 44

3.11 回顾 47

第4章 基本类型及基本Trait 48

4.1 固有函数库 49

4.1.1 原子操作函数 49

4.1.2 数学函数及位操作函数 49

4.1.3 指令预取优化函数、断言类函数及栈获取函数 49

4.2 基本类型分析 49

4.2.1 整数类型 50

4.2.2 浮点类型 53

4.2.3 Option类型 54

4.2.4 引用类型match语法研究 59

4.2.5 Result类型 60

4.3 基本Trait 64

4.3.1 编译器内置Marker Trait 64

4.3.2 算术运算符Trait 67

4.3.3 “?”运算符Trait 74

4.3.4 范围运算符Trait 76

4.3.5 索引运算符Trait 78

4.4 回顾 83

第5章 迭代器 84

5.1 三种迭代器 85

5.2 Iterator Trait分析 86

5.3 Iterator与其他集合类型转换 89

5.4 范围类型迭代器 90

5.5 切片类型迭代器 93

5.6 字符串类型迭代器 98

5.7 数组类型迭代器 99

5.7.1 成员本身迭代器 99

5.7.2 成员引用迭代器 101

5.8 Iterator适配器 102

5.8.1 Map适配器 102

5.8.2 Chain适配器 103

5.8.3 其他适配器 105

5.9 Option适配器 105

5.10 回顾 106

第6章 基本类型（续） 107

6.1 整数类型 108

6.2 布尔类型 109

6.3 字符类型 110

6.4 字符串类型 114

6.5 切片类型 126

6.6 回顾 128

第7章 内部可变性类型 129

7.1 Borrow/BorrowMut分析 130

7.2 Cell类型分析 131

7.2.1 UnsafeCell分析 131

7.2.2 Cell分析 132

7.3 RefCell类型分析 134

7.3.1 Borrow Trait分析 136

7.3.2 BorrowMut Trait分析 138

7.3.3 RefCell的其他函数 140

7.4 Pin/UnPin类型分析 142

7.5 Lazy类型分析 145

7.6 回顾 149

第8章 智能指针 150

8.1 Box类型分析 151

8.2 RawVec类型分析 155

8.3 Vec类型分析 161

8.3.1 Vec基础分析 161

8.3.2 Vec的Iterator Trait 170

8.4 Rc类型分析 173

8.4.1 Rc类型的构造函数及析构函数 175

8.4.2 Weak类型分析 179

8.4.3 Rc的其他函数 180

8.5 Arc类型分析 183

8.5.1 Arc类型的构造函数及析构函数 183

8.5.2 Weak类型分析 188

8.5.3 Arc的其他函数 190

8.6 Cow<'a, T>类型分析 194

8.6.1 ToOwned Trait分析 194

8.6.2 Cow<'a, T>分析 195

8.7 LinkedList类型分析 197

8.8 String类型分析 203

8.8.1 初识String类型分析 203

8.8.2 格式化字符串分析 205

8.9 回顾 216

第9章 用户态标准库基础 217

9.1 Rust与C语言交互 218

9.1.1 C语言的类型适配 219

9.1.2 C语言的va_list类型适配 221

9.1.3 C语言字符串类型适配 222

9.1.4 OsString代码分析 228

9.2 代码工程中的一个技巧 229

9.3 内存管理之STD库 230

9.4 系统调用（SYSCALL）的封装 236

9.5 文件描述符及句柄 237

9.5.1 文件描述符所有权设计 237

9.5.2 文件逻辑操作适配层 241

9.6 回顾 244

第10章 进程管理 245

10.1 匿名管道 247

10.2 重定向实现分析 248

10.3 进程管理 251

10.3.1 OS相关适配层 251

10.3.2 对外接口层 259

10.4 回顾 263

第11章 并发编程 264

11.1 Futex分析 265

11.2 Mutex类型分析 267

11.2.1 OS相关适配层 267

11.2.2 OS无关适配层 269

11.2.3 对外接口层 271

11.3 Condvar类型分析 275

11.3.1 OS相关适配层 275

11.3.2 OS无关适配层 277

11.3.3 对外接口层 278

11.4 RwLock类型分析 280

11.4.1 OS相关适配层 280

11.4.2 OS无关适配层 286

11.4.3 对外接口层 287

11.5 Barrier类型分析 290

11.6 Once类型分析 292

11.7 OnceLock类型分析 296

11.8 LazyLock类型分析 299

11.9 线程分析 300

11.9.1 OS相关适配层 300

11.9.2 OS无关适配层 311

11.9.3 对外接口层 313

11.10 线程消息通信——MPSC 332

11.10.1 消息队列类型——Queue 334

11.10.2 阻塞及唤醒信号机制 336

11.10.3 一次性通信通道机制 338

11.10.4 Shared类型通道 342

11.10.5 对外接口层 350

11.11 Rust的RUNTIME 357

11.12 回顾 359

第12章 文件系统 360

12.1 OS相关适配层 361

12.1.1 路径名类型分析 361

12.1.2 普通文件操作分析 362

12.1.3 目录操作分析 371

12.2 对外接口层 377

12.3 回顾 381

第13章 I/O系统 382

13.1 标准输入Stdin类型分析 383

13.1.1 Read Trait 384

13.1.2 向量读/写类型分析 388

13.1.3 对外接口层 390

13.2 标准输出Stdout类型分析 405

13.3 网络I/O 420

13.4 回顾 420

第14章 异步编程 421

14.1 Rust协程框架简析 422

14.1.1 协程概述 422

14.1.2 Rust的I/O多路复用 423

14.2 Rust协程支持类型简析 428

14.2.1 Rust协程管理 428

14.2.2 Future Trait分析 429

14.3 回顾 434