1 内存

1.1 字符串

let s = "hello world".to_string();

“hello wolrd”字符串常量，在编译时放在可执行文件的.rodata段，在程序加载时分配一个固定的内存地址
执行"hello world".to_string()时，在堆上分配内存，通过memcpy把"hello world"拷贝过去
let s在栈上分配变量s，因为String是动态容器，所以s作为智能指针为，我们使用了三个 word：第一个表示指针、第二个表示字符串的当前长度（11）、第三个表示这片内存的总容量（11）。在 64 位系统下，三个 word 是 24 个字节。

问题：数据什么时候放栈上，什么时候放堆上？栈上存放的数据是静态的，固定大小，固定生命周期；堆上存放的数据是动态的，不固定大小，不固定生命周期

1.2 栈

栈是自顶向下生长
每个函数调用时，会给这个函数分配一块连续内存（函数栈帧）
栈帧的分配必须是确定大小
- 要确定的内容
  - 这个函数栈先保存自己会用到的通用寄存器的内容，以便函数返回时能恢复被它覆盖的寄存器
  - 还会为自己运行要用到的变量分配内存
  - 其次会主自己要调用的函数分配它的参数内存，以便被调函数可以得到参数
  - 最后还要保存自己执行完后，要返回的地址
- 函数调用过程的栈帧分配
- 如何确定的？
  - 通过编译器，编译器把每个函数看成一个最小的编译单元，它分析函数，得知函数会用到什么寄存器，会用到什么变量，这样就可以计算出函数栈帧的大小

为什么不把所有的内容都放到栈上呢？栈是一个特殊的连续存储结构，所以是有限制的，因为还需要为其他存储结构留下空间。当大量数据都放到栈上，会引起栈溢出。

1.3 堆

堆的分配会使用libc的malloc，堆上的内存都要显式的释放，所以堆上的内存是需要管理的生命周期。当我们没有管理堆上内存的生命周期时，就会造成内存泄漏、野指针。

1.4 理解数据在内存的什么位置

打印在.rodata段中变量的地址
打印在.data段变量的地址
打印在.text段函数的地址
打印在栈上的变量地址
打印在堆上变量的地址
- 对String类型
- 对Box类型

2 数据

2.1 值和类型

类型：确定值的内存长度、对齐、操作
原生类型：基础数据类型
- 字符、整数、浮点数、布尔值、数组（array）、元组（tuple）、指针、引用、函数、闭包
- 固定大小，可分配在栈上
组合类型
- 结构体（逻辑与）
- 联合（逻辑否）
  - 枚举

2.2 指针和引用

指针：保存内存地址的类型
- 通过解引用访问内存
- 可以解引用到任意类型
引用：保存内存地址的类型
- 只能解引用到它引用的类型
胖指针
- 保存内存地址
- 其他信息

2.3 函数、方法与闭包

函数：完成功能的相关语句
方法：类中定义的函数
闭包：保存代码及环境的数据结构
- 闭包捕获上下文中的自由变量
- 成主闭包的一部分

2.4 接口和虚表

当我们在运行期使用接口来引用具体类型的时候，代码就具备了运行时多态的能力
但是，在运行时，一旦使用了关于接口的引用，变量原本的类型被抹去，我们无法单纯从一个指针分析出这个引用具备什么样的能力
因此，在生成这个引用的时候，我们需要构建胖指针，除了指向数据本身外，还需要指向一张涵盖了这个接口所支持方法的列表。这个列表，就是我们熟知的虚表（virtual table）
下图展示了一个 Vec 数据在运行期被抹去类型，生成一个指向 Write 接口引用的过程

比如我想为一个编辑器的 Formatter 接口实现不同语言的格式化工具。我们可以在编辑器加载时，把所有支持的语言和其格式化工具放入一个哈希表中，哈希表的 key 为语言类型，value 为每种格式化工具 Formatter 接口的引用。这样，当用户在编辑器打开某个文件的时候，我们可以根据文件类型，找到对应 Formatter 的引用，来进行格式化操作。

3 运行方式

3.1 并发（concurrency）与并行（parallel）

并发
- 多个任务/事件都可以运行
- 并发是同时与多件事情打交道的能力，比如系统可以在任务 1 做到一定程度后，保存该任务的上下文，挂起并切换到任务 2，然后过段时间再切换回任务 1
并行
- 同时处理多件事情的手段
- 无需上下文切换，就可以同时执行任务1、2
并发是能力、并行是手段
- 当我们的系统拥有了并发的能力后，代码如果跑在多个 CPU core 上，就可以并行运行

3.2 同步和异步

同步
- 一个任务开始后，后续操作会阻塞直到这个任务结束
- 同步为了保证代码的因果关系
异步
- 异步是指一个任务开始执行后，与它没有因果关系的其它任务可以正常执行，不必等待前一个任务结束
- 异步处理完成后的结果，用Promise来保存
- Promise是一个对象，描述在未来某时刻才能获取的结果的值
- Promise的三个状态
  - 初始态：Promise未运行
  - 挂起态：Promise运行，但未结束
  - 结束态，Promise成功解析出一个值（或者失败）
- async定义一个可以并发执行的任务
- await触发这个任务并发执行

3.3 编程范式

3.3.1 泛型编程

泛型编程通过参数化让数据结构像函数一样延迟绑定
泛型编程包含两个层面，数据结构的泛型和使用泛型结构代码的泛型化
数据结构的泛型
- 接收具体参数类型，生成具体数据结构
- 参数化类型、参数多态
```
struct Conn<S> {
  io: S,
  state: State,
}
```
  S的具体类型只有在使用Conn的上下文中才绑定
- 把参数化数据结构理解成生产类型的函数。调用时，接受具体类型的参数，返回携带这些类型的类型
- 为S提供TcpStream类型，则产生Conn这个类型，其中io类型是TcpStream
- 这种延迟绑定，让数据结构有更强的通用性，减少代码重复，提高可维护性
代码的泛型化
- 使用泛型结构后代码的泛型化

vscode关于错误提示的插件：error lens

4 学习资料

上篇CAN总线iso15765源码分析

下篇Rust编程·基本概念