面试题：深入探究Rust panic!宏的底层机制及自定义扩展

Rust panic!宏的底层实现机制

终止程序执行：
- 当panic!宏被调用时，它首先会检查当前线程是否启用了栈展开（stack unwinding）。这是通过std::thread::Builder::unwind方法来设置的，默认情况下是启用的。
- 如果启用了栈展开，panic!宏会开始栈展开过程。如果没有启用栈展开（例如通过设置RUST_BACKTRACE=0环境变量或在Cargo.toml中设置panic = 'abort'），panic!宏会立即终止当前线程，并且不会进行栈展开，程序直接退出。
栈展开（stack unwinding）：
- 栈展开意味着从发生panic!的地方开始，逐步回退调用栈。对于每个函数调用帧，会调用该函数的析构函数（如果有）来清理局部变量。
- Rust 运行时会遍历调用栈，查找实现了Drop trait 的类型的局部变量，并调用它们的drop方法。这确保了资源（如文件句柄、内存分配等）得到正确的清理。
- 在栈展开过程中，还会收集有关panic!的信息，例如panic!的消息（如果提供），这些信息可用于生成错误报告，包括堆栈跟踪（stack trace）。

自定义扩展 panic!宏

关键步骤：
- 创建一个自定义的 panic hook。Rust 提供了std::panic::set_hook函数来设置自定义的 panic hook。这个 hook 是一个闭包，当panic!发生时会被调用。
- 在闭包中实现特定的日志记录和状态清理逻辑。
- 可以使用std::panic::take_hook函数在设置新 hook 之前获取当前的 hook，这样可以在自定义逻辑之后调用原来的 hook，确保默认的栈展开或终止行为仍然发生。
代码示例：

use std::panic;

fn main() {
    let old_hook = panic::take_hook();
    panic::set_hook(Box::new(move |panic_info| {
        // 自定义日志记录
        println!("Custom panic logging: {:?}", panic_info);

        // 自定义状态清理逻辑
        println!("Performing custom state cleanup...");

        // 调用原来的 hook
        old_hook(panic_info);
    }));

    panic!("This is a custom panic!");
}

在上述代码中：

首先通过panic::take_hook获取当前的 panic hook 并存储在old_hook中。
然后使用panic::set_hook设置一个新的 hook。新的 hook 是一个闭包，它首先执行自定义的日志记录（打印 panic 信息）和状态清理逻辑（打印清理信息），最后调用原来的 hook，确保默认的 panic 处理（栈展开或终止）行为仍然发生。
最后，通过panic!("This is a custom panic!")触发一个 panic，观察自定义逻辑的执行。

面试题：深入探究Rust panic!宏的底层机制及自定义扩展

知识考点

面试题答案

Rust panic!宏的底层实现机制

自定义扩展 panic!宏