Rust 如何在库中实现长寿命变量/状态？

我知道在Rust中实现全局/实例/模块变量之类的东西的首选方法是在

main（）

或其他公共入口点中创建所述变量，然后将其传递给需要它的人。 似乎还可以对不可变变量使用

lazy_static

，也可以将其与

mutex

组合以实现可变变量

在我的例子中，我使用Rust来创建一个。因此，通过绑定到Python，我需要在Rust库中存储大量可变状态（以响应Python应用程序调用的许多不同函数调用）

存储该状态的首选方式是什么

因为我没有

main（）
通常，如果没有其他要求，答案是将您的状态绑定到某个对象中，并将其交给客户机。一个流行的名称是
Context

然后，客户机必须在每个需要该对象的函数调用中传递该对象：


或者将功能定义为对象上的方法
或者要求对象作为函数/方法的参数

这将为客户提供完全控制权。

客户端可能最终为其创建了一个全局实例，或者实际上可能会欣赏处理多个实例的灵活性

注意：不需要提供对对象内部状态的任何访问；客户机需要的只是一个句柄（Python中的ref counted）来控制生存期并决定何时使用哪个句柄。在C语言中，这将是一个
void*


例外情况
有些情况下，例如缓存，功能不受影响，只影响性能

在这种情况下，虽然灵活性是可以理解的，但它可能比任何东西都更具负担。一个全局的，或者线程本地的，将是有意义的。
我很想在这里使用
不安全的
代码。您不能使用非静态生存期，因为您的状态的生存期将由Python代码决定，Rust看不到。另一方面，
静态
状态还有其他问题：


它必须持续到程序结束，这意味着无法恢复不再使用的内存
静态变量本质上是单例变量，因此很难编写一个对库进行多种独立使用的应用程序


我会使用类似的解决方案，但不是在接口上来回传递整个数据结构，而是在堆上不安全地分配它，然后来回传递某种句柄（即指针）

您可能希望编写一个清理函数，并记录您的库，以迫使用户在使用特定句柄时调用清理函数。实际上，您将数据生命周期的管理明确委托给调用代码

使用此模型，如果需要，应用程序可以同时独立地创建、使用和清理多个数据集（每个数据集都由自己的句柄表示）。如果应用程序在完成时“忘记”清理句柄，则会出现内存泄漏，但这并不比将数据存储在
静态变量中更糟糕

可能会有助手板条箱和库来帮助做这类事情。我对rust还不太熟悉。
可变状态的本质是什么，为什么它需要在函数调用中保持？状态将由许多结构向量存储，每个结构向量包含数千个元素，并且可能包含结构中的许多层次结构。它将是一个微型处理器的模型。它需要跨函数调用持久化，因为Rust用于主应用程序引擎，但通过Python接口向用户公开。单个Python进程将调用Rust函数来操作和查询模型，Rust域需要跟踪该状态。另请参阅。感谢@Shepmaster、user31601和Matthieu M。感谢您的时间和耐心。我花了一段时间，但我明白你们现在都在想什么，这是你们提供的一个很好的解决方案。一旦我得到了一个基于FFI示例的有效解决方案，我可能会用更通俗的语言来回答这个问题。再次感谢@user31601，请参见上文谢谢您的回答，我可以看到它可以用于一些简单的应用程序配置，事实上我已经为此做了一些工作。但是，在本例中，我们讨论的是大量数据，例如许多MB，我在Rust中专门为性能而做，我不想将其全部传递到Python空间。我希望它只存在于Rust中，并通过API将其暴露于Python中，以读取/写入其离散部分。也许我刚才添加到问题中的注释提供了更好的上下文。@Ginty:您不必向Python公开内部内容。从Python的角度来看，它可能只是一个状态块的不透明句柄（
void*
，用C语言来说），用户将其传递给函数调用。好的，谢谢你的澄清，但我认为它并没有真正回答我的问题。这似乎是“如何向客户机/Python公开生锈的数据”之类问题的答案，而我的问题是如何在生锈的一端存储数据。我不想将[多兆字节的数据]全部传递到Python空间-@Ginty没有理由这样做。Python C代码可以拥有该结构（或者将该结构放在
框中，它拥有该原始指针），然后将对该数据的引用传递回代码。传递8字节的指针并不困难。谢谢@Shepmaster