一、Rust的內存管理
采用虛擬內存空間在棧和堆上分配內存，這是諸多編程語言通用的內存管理基石，Rust也是一樣。然而，與c/c++語言不同的是，Rust不需要開發者顯式地通過malloc/new或free/delete之類的函數去分配和回收堆內存。
棧內存的生命周期是短暫的，會隨着棧展開（如函數調用）的過程而被自動清理。而堆內容是動態的，其分配和重新分配並不遵循某個固定的模式，所以需要使用指針來對其進行跟蹤。
Rust也引入了智能指針來管理內存。智能指針在堆上開辟內存空間，並擁有其所有權，通過存儲於棧中的指針來管理堆內存。智能指針的RAII機制利用棧的特點，在棧元素被自動清空時自動調用析構函數，來釋放智能指針所管理的堆內存間。
函數的局部變量
在函數中定義的局部變量都會被默認存儲到棧中。這和c/c++語言，甚至更多的語言行為都一樣，但不同的是，Rust編譯器可以檢查末初始化的變量，以保證內存安全。
Rust編譯器會對代碼做基本的靜態分支流程分析。
當函數調用完畢時，棧幀會被釋放，局部變量會被清空。如果變量指向堆內存，那么Rust會自動清空其指向的已分配堆內存。
Rust中的指針
Rust中的指針大致可以分為三種：引用、原生指針（裸指針）和智能指針。
- 原生指針可以在unsafe塊下任意使用，不受Rust的安全檢查規則的限制；
- 引用則必須受到編譯器安全檢查規則的限制；
- 智能指針是對指針的一層封裝，提供了一些額外的功能，比如自動釋放堆內存。智能指針區別於常規結構體的特性在於，它實現了Deref和Drop這兩個trait。 Deref提供了解引用能力，Drop提供了自動析構的能力，正是這兩個trait讓智能指針擁有了類似指針的行為。比如String和Vec類型就是一種智能指針。
RAII（構造和析構）
RAII使用構造函數來初始化資源，使用析構函數來回收資源。這是指在定義對象的時候實現一個析構函數負責釋放資源，在變量作用域結束的時候，編譯器會自動幫我們加上對析構函數的調用，我們使用這樣的對象時，就不需要手動釋放資源，從而實現了資源的自動釋放。
RAII與GC最大的不同在於，RAII將資源托管給創建堆內存的指針對象本身來管理，並保證資源在其生命周期內始終有效，一旦生命周期終止，資源馬上會被回收。
二、Rust的內存安全
內存不安全的例子
- 空指針
解引用空指針是不安全的。這塊地址空間一般是受保護的，對空指針解引用在大部分平台上會產生segfaul。
- 野指針
野指針指的是未初始化的指針。它的值取決於這個位置以前遺留下來的是什么值。所以它可能指向任意一個地方。對它解引用，可能會造成degfault，也可能不會，純粹看運氣。但無論如何，這個行為都不會是你預期內的行為，是一定定會產生bug的。
- 懸空指針
懸空指針指的是內存空間在被釋放了之后，繼續使用。它跟野指針類似，同樣會讀寫已經不屬於這個指針的內容。
- 使用末初始化內存
不只是指針類型，任何一種類型不初始化就直接使用都是危險的，造成的后果我們無法預測。
- 非法釋放內存
分配和釋放要配對。如果對同一個指針釋放兩次，會制造出內存錯誤。如果指針並不是內存分配器返回的值，對其執行釋放操作，也是危險的。
- 緩沖區溢出
指針訪問越界了，結果也是類似於野指針，會讀取或者修改臨近內存空間的值，造成危險。
Rust是如何解決內存安全問題的？
- 使用末定義內存
Rust中的變量必須初始化以后才可使用，否則無法通過編譯器檢查。
- 空指針
開發者沒有任何辦法去創建一個空指針。Rust中使用Option類型來代替空指針，Option實際是枚舉體，包含兩個值：Some(T) 和 None，分別代表兩種情況，有和無。這就迫使開發者必須對這兩種情況都做處理，以保證內存安全。
- 懸空指針
懸空指針指的是內存空間在被釋放了之后，繼續使用。Rust通過所有權和借用機制解決這個問題。
- 緩沖區溢出
Rust編譯器在編譯期就能檢查出數據越界的問題，從而完美地避免了緩沖區溢出。
- 非法釋放末分配的指針或已經釋放過的指針
Rust中不會出現未分配的指針，所以也不存在非法釋放的情況。同時，Rust的所有權機制嚴格地保證了析構函數只會調用一次，所以也不會出現非法釋放已釋放內存的情況。
三、所有權系統