Rustでもグローバル変数

これは、RICORA Advent Calendar 2022 の 21日目 の記事です。

昨日は、remetaさんの『またね、サンタさん / Goodbye, Santa』でした。

今日は、Rust 1.63から使えるようになった、const な Mutex::new() についてです。

Another thing I'm very excited about, is that Mutex, RwLock and Condvar now all have a _const_ new function.

This means you can now have a static Mutex without having to use lazy_static or once_cell. ✨

3/16 pic.twitter.com/M9X71vmZ0j

— Mara Bos (@m_ou_se) August 11, 2022

これまでのグローバル変数

1.62以前のRustでは、lazy_static や once_cell を利用して可変なグローバル変数を作っていました。

use once_cell::sync::Lazy;
static GLOBAL: Lazy<Mutex<Global>> = Lazy::new(|| Mutex::new({ ... }));

これからのグローバル変数

新しい書き方について知る前に、まずはRustのconst文脈について知る必要があります。

const 文脈とは

Rustの式・変数・定数には、コンパイル時に値が決定されなくてはならないものがいくつかあります。 具体的には以下に示した通りで、グローバル変数を実現するために必要な static 変数も該当します。

• 配列の長さ部分 [型; 長さ]
• 配列の繰り返し回数部分 [要素; 繰り返し回数]
• 以下のものを初期化する式
  • 定数
  • static 変数
  • enum 型の定数部分(descriminant)
• ジェネリック定数変数 fn f<const N: isize>()のNに渡されるもの

詳しくは、Constant Evaluation - The Rust Reference

const fn について

そのため、実行時に評価される通常の関数はグローバル変数の初期化には使えません。

そこで登場するのがconst文脈で呼び出せるconst fnです。 一定の制限をクリアすることでコンパイル時に実行してくれるため、const文脈でも使えるわけです。 コンパイル時に実行して困ることはあまりないため、標準ライブラリの関数たちも順次const fnに書き換えが進んでいるようです。

新しい Mutex::new()

そして、Rust 1.63から遂にMutex::new()もconst fnとなりました！

これによってstatic変数の初期化が可能になったため、以下のようにグローバル変数を簡単に、かつ安全に書くことができるようになったわけです。

static GLOBAL: Mutex<Global> = Mutex::new( ... );

終わりに

一瞬で3年生も終わりとなり、もうOBと呼ばれる学年になったことに戦慄しています。 学年間の垣根が非常に低いRICORAですが、かと言ってうざったい先輩にならないように気をつけていきます。

明日はunagi_dogさんの『OAuth2.0まとめ』が予定されていますのでお楽しみに！