m12-lifecycle

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Resource Lifecycle

资源生命周期

Layer 2: Design Choices

第2层：设计选择

Core Question

核心问题

When should this resource be created, used, and cleaned up?

Before implementing lifecycle:

What's the resource's scope?
Who owns the cleanup responsibility?
What happens on error?

应在何时创建、使用和清理该资源？

在实现生命周期之前：

资源的作用域是什么？
谁负责清理工作？
发生错误时会怎样？

Lifecycle Pattern → Implementation

生命周期模式 → 实现

Pattern	When	Implementation
RAII	Auto cleanup	`Drop` trait
Lazy init	Deferred creation	`OnceLock` , `LazyLock`
Pool	Reuse expensive resources	`r2d2` , `deadpool`
Guard	Scoped access	`MutexGuard` pattern
Scope	Transaction boundary	Custom struct + Drop

模式	适用场景	实现方式
RAII	自动清理	`Drop` trait
惰性初始化	延迟创建	`OnceLock` , `LazyLock`
连接池	复用昂贵资源	`r2d2` , `deadpool`
守卫模式	作用域内访问	`MutexGuard` 模式
作用域	事务边界	自定义结构体 + Drop

Thinking Prompt

思考提示

Before designing lifecycle:

What's the resource cost?
- Cheap → create per use
- Expensive → pool or cache
- Global → lazy singleton
What's the scope?
- Function-local → stack allocation
- Request-scoped → passed or extracted
- Application-wide → static or Arc
What about errors?
- Cleanup must happen → Drop
- Cleanup is optional → explicit close
- Cleanup can fail → Result from close

在设计生命周期之前：

资源的成本如何？
- 低成本 → 每次使用时创建
- 高成本 → 使用连接池或缓存
- 全局资源 → 惰性单例
资源的作用域是什么？
- 函数局部 → 栈分配
- 请求作用域 → 传递或提取
- 应用全局 → 静态变量或Arc
错误处理如何应对？
- 必须执行清理 → 使用Drop
- 清理可选 → 显式关闭
- 清理可能失败 → 从close返回Result

Trace Up ↑

向上追溯 ↑

To domain constraints (Layer 3):

"How should I manage database connections?"
    ↑ Ask: What's the connection cost?
    ↑ Check: domain-* (latency requirements)
    ↑ Check: Infrastructure (connection limits)

Question	Trace To	Ask
Connection pooling	domain-*	What's acceptable latency?
Resource limits	domain-*	What are infra constraints?
Transaction scope	domain-*	What must be atomic?

到领域约束（第3层）：

"我应该如何管理数据库连接？"
    ↑ 提问：连接的成本是多少？
    ↑ 检查：domain-*（延迟要求）
    ↑ 检查：基础设施（连接限制）

问题	追溯至	提问
连接池	domain-*	可接受的延迟是多少？
资源限制	domain-*	基础设施有哪些约束？
事务作用域	domain-*	哪些操作必须是原子的？

Trace Down ↓

向下追溯 ↓

To implementation (Layer 1):

"Need automatic cleanup"
    ↓ m02-resource: Implement Drop
    ↓ m01-ownership: Clear owner for cleanup

"Need lazy initialization"
    ↓ m03-mutability: OnceLock for thread-safe
    ↓ m07-concurrency: LazyLock for sync

"Need connection pool"
    ↓ m07-concurrency: Thread-safe pool
    ↓ m02-resource: Arc for sharing

到实现层（第1层）：

"需要自动清理"
    ↓ m02-resource：实现Drop
    ↓ m01-ownership：明确清理的所有者

"需要惰性初始化"
    ↓ m03-mutability：使用OnceLock实现线程安全
    ↓ m07-concurrency：使用LazyLock实现同步

"需要连接池"
    ↓ m07-concurrency：线程安全的连接池
    ↓ m02-resource：使用Arc实现共享

Quick Reference

快速参考

Pattern	Type	Use Case
RAII	`Drop` trait	Auto cleanup on scope exit
Lazy Init	`OnceLock` , `LazyLock`	Deferred initialization
Pool	`r2d2` , `deadpool`	Connection reuse
Guard	`MutexGuard`	Scoped lock release
Scope	Custom struct	Transaction boundaries

模式	类型	使用场景
RAII	`Drop` trait	作用域退出时自动清理
惰性初始化	`OnceLock` , `LazyLock`	延迟初始化
连接池	`r2d2` , `deadpool`	连接复用
守卫模式	`MutexGuard`	作用域内锁释放
作用域	自定义结构体	事务边界

Lifecycle Events

生命周期事件

Event	Rust Mechanism
Creation	`new()` , `Default`
Lazy Init	`OnceLock::get_or_init`
Usage	`&self` , `&mut self`
Cleanup	`Drop::drop()`

事件	Rust 机制
创建	`new()` , `Default`
惰性初始化	`OnceLock::get_or_init`
使用	`&self` , `&mut self`
清理	`Drop::drop()`

Pattern Templates

模式模板

RAII Guard

RAII 守卫

rust

struct FileGuard {
    path: PathBuf,
    _handle: File,
}

impl Drop for FileGuard {
    fn drop(&mut self) {
        // Cleanup: remove temp file
        let _ = std::fs::remove_file(&self.path);
    }
}

rust

struct FileGuard {
    path: PathBuf,
    _handle: File,
}

impl Drop for FileGuard {
    fn drop(&mut self) {
        // Cleanup: remove temp file
        let _ = std::fs::remove_file(&self.path);
    }
}

Lazy Singleton

惰性单例

rust

use std::sync::OnceLock;

static CONFIG: OnceLock<Config> = OnceLock::new();

fn get_config() -> &'static Config {
    CONFIG.get_or_init(|| {
        Config::load().expect("config required")
    })
}

rust

use std::sync::OnceLock;

static CONFIG: OnceLock<Config> = OnceLock::new();

fn get_config() -> &'static Config {
    CONFIG.get_or_init(|| {
        Config::load().expect("config required")
    })
}

Common Errors

常见错误

Error	Cause	Fix
Resource leak	Forgot Drop	Implement Drop or RAII wrapper
Double free	Manual memory	Let Rust handle
Use after drop	Dangling reference	Check lifetimes
E0509 move out of Drop	Moving owned field	`Option::take()`
Pool exhaustion	Not returned	Ensure Drop returns

错误	原因	修复方案
资源泄漏	忘记实现Drop	实现Drop或使用RAII包装器
双重释放	手动管理内存	交由Rust处理
悬垂引用	使用已释放的资源	检查生命周期
E0509 从Drop中移出	移出拥有的字段	使用 `Option::take()`
连接池耗尽	未归还连接	确保Drop会归还连接

Anti-Patterns

反模式

Anti-Pattern	Why Bad	Better
Manual cleanup	Easy to forget	RAII/Drop
`lazy_static!`	External dep	`std::sync::OnceLock`
Global mutable state	Thread unsafety	`OnceLock` or proper sync
Forget to close	Resource leak	Drop impl

反模式	弊端	更佳方案
手动清理	容易遗忘	RAII/Drop
`lazy_static!`	依赖外部库	`std::sync::OnceLock`
全局可变状态	线程不安全	`OnceLock` 或适当的同步机制
忘记关闭	资源泄漏	实现Drop

When	See
Smart pointers	m02-resource
Thread-safe init	m07-concurrency
Domain scopes	m09-domain
Error in cleanup	m06-error-handling

场景	参考
智能指针	m02-resource
线程安全初始化	m07-concurrency
领域作用域	m09-domain
清理中的错误处理	m06-error-handling

m12-lifecycle

Original

Translation

Resource Lifecycle

资源生命周期

Core Question

核心问题

Lifecycle Pattern → Implementation

生命周期模式 → 实现

Thinking Prompt

思考提示

Trace Up ↑

向上追溯 ↑

Trace Down ↓

向下追溯 ↓

Quick Reference

快速参考

Lifecycle Events

生命周期事件

Pattern Templates

模式模板

RAII Guard

RAII 守卫

Lazy Singleton

惰性单例

Common Errors

常见错误

Anti-Patterns

反模式

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