面试题：Rust中unsafe代码块的常见用途有哪些

Question

请列举至少三种Rust中unsafe代码块的常见用途，并简要说明每种用途的场景。

Answer 1

• 访问和修改原始指针：
  • 场景：当需要直接操作内存地址，例如与C语言库进行交互，C语言库可能会返回原始指针，Rust中使用unsafe块来安全地处理这些指针。如在FFI（Foreign Function Interface）场景下，调用C函数获取一个指向数据的指针，在Rust中需要在unsafe块内对其解引用和操作。
• 调用不安全的函数和方法：
  • 场景：有些Rust函数由于自身实现可能会违反Rust的内存安全规则，被标记为unsafe。比如std::ptr::read函数，用于从给定的内存地址读取数据，调用这类函数需要在unsafe块中，因为它绕过了Rust的借用检查机制，若使用不当会导致未定义行为。常用于底层内存操作库的实现。
• 访问和修改可变静态变量：
  • 场景：静态变量在整个程序生命周期内存在，可变静态变量可以被多个线程同时访问和修改，这容易引发数据竞争。在unsafe块中访问和修改可变静态变量，程序员需要自行保证线程安全。例如在实现单例模式且该单例需要可变状态时，可能会用到在unsafe块内访问和修改可变静态变量。