面试题：Rust中如何实现异常安全的资源管理

Question

假设你正在编写一个Rust程序，其中涉及到打开文件、分配内存等资源操作，在发生错误时，如何确保所有已分配的资源都能被正确释放，以实现异常安全？请结合Drop trait和Result类型进行阐述，并给出相应的代码示例。

Answer 1

在Rust中，通过Drop trait和Result类型可以确保在发生错误时已分配的资源能被正确释放，实现异常安全。

1. Drop trait：Rust标准库提供了Drop trait，当一个值离开其作用域时，会自动调用其实现的Drop trait中的drop方法，从而释放相关资源。例如，String类型实现了Drop trait，当String实例离开作用域时，会释放其分配的内存。

2. Result类型：用于处理可能失败的操作。Result有两个泛型参数，Ok(T)表示操作成功，包含成功的返回值；Err(E)表示操作失败，包含错误信息。

下面是一个打开文件并读取内容的代码示例，展示了如何结合Drop trait和Result类型确保资源安全释放：

use std::fs::File;
use std::io::{self, Read};

fn read_file_content(file_path: &str) -> Result<String, io::Error> {
    let mut file = File::open(file_path)?;
    let mut content = String::new();
    file.read_to_string(&mut content)?;
    Ok(content)
}

fn main() {
    match read_file_content("nonexistent_file.txt") {
        Ok(content) => println!("File content: {}", content),
        Err(e) => eprintln!("Error: {}", e),
    }
}

在上述代码中：

• File::open和file.read_to_string操作返回Result类型，如果操作失败，?操作符会提前返回错误，此时file和content会离开作用域，它们实现的Drop trait中的drop方法会被自动调用，从而释放文件句柄和字符串占用的内存。
• 如果操作成功，file和content同样会在离开read_file_content函数作用域时，通过Drop trait释放资源。