Mojo值的生命周期(Death of a value)详解

一旦不再使用某个值/对象，Mojo 就会将其销毁。Mojo 不会等到 代码块结束（甚至不会等到表达式结束）才销毁未使用的值。它使用在每个子表达式之后运行的“尽快”（ASAP）销毁策略来销毁值。即使在像这样的表达式中a+b+c+d，Mojo 也会在不再需要中间值时立即销毁它们。

Mojo 使用静态编译器分析来查找值最后一次使用的位置。然后，Mojo 立即结束该值的生命周期并调用析__del__() 构函数来执行该类型的任何必要清理。

例如，请注意__del__()每个实例的析构函数被调用的时间MyPet：

@value
struct MyPet:
    var name: String
    var age: Int

    fn __del__(owned self):
        print("Destruct", self.name)

fn pets():
    var a = MyPet("Loki", 4)
    var b = MyPet("Sylvie", 2)
    print(a.name)
    # a.__del__() runs here for "Loki"

    a = MyPet("Charlie", 8)
    # a.__del__() runs immediately because "Charlie" is never used

    print(b.name)
    # b.__del__() runs here

pets()
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
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21

输出为：

Loki
Destruct Loki
Destruct Charlie
Sylvie
Destruct Sylvie
1
2
3
4
5

请注意，每个值的初始化都与对析构函数的调用相匹配，并且a实际上会被销毁多次 - 每次收到新值时都会销毁一次。

大多数结构不需要自定义析构函数，如果你没有定义析构函数，Mojo 会自动添加一个无操作析构函数。

默认销毁行为

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您可能想知道 Mojo 如何在没有自定义析构函数的情况下销毁类型，或者为什么无操作析构函数很有用。如果类型只是字段的集合（如示例）MyPet，则 Mojo 只需销毁字段：MyPet不会动态分配内存或使用任何长期存在的资源（如文件句柄）。当值被销毁时，对于MyPet的销毁无需采取任何特殊操作。

查看各个字段，MyPet包括一个Int和String。

Mojo的Int称其为简单类型。它是静态大小位数。Mojo 确切知道它有多大，因此可以重复使用这些位来存储其他内容。

Mojo的String值稍微复杂一些。Mojo 字符串是可变的。该 String对象有一个内部缓冲区 - 一个 List字段，它保存组成字符串的字符。AList将其内容存储在堆上动态分配的内存中，因此字符串可以增大或缩小。字符串本身没有任何特殊的析构函数逻辑，但当 Mojo 销毁字符串时，它会调用该字段的析构函数 List，从而取消分配内存。

由于String和Int不需要任何自定义析构函数逻辑，它们都具有无操作析构函数：字面意思是__del__()不执行任何操作的方法。这似乎毫无意义，但这意味着 Mojo 可以在任何值的生命周期结束时调用其析构函数。这使得编写通用容器和算法变得更加容易。

ASAP 销毁的好处

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与其他语言类似，Mojo 遵循对象/值在构造函数（init()）中获取资源并在析构函数（del()）中释放资源的原则。但是，Mojo 的 ASAP 销毁比基于范围的销毁具有一些优势（例如 C++ RAII 模式，它等到代码范围结束后才销毁值）：

• 最后一次使用时立即销毁值与“移动”优化完美结合，将“复制 + 删除”对转换为“移动”操作。
• 在 C++ 中，在作用域末尾销毁值对于某些常见模式（如尾部递归）而言是有问题的，因为析构函数调用发生在尾部调用之后。对于某些函数式编程模式而言，这可能是一个严重的性能和内存问题，但在 Mojo 中则不是问题，因为析构函数调用始终发生在尾部调用之前。

此外，Mojo 的 ASAP 销毁在 Python 风格的def 函数中效果很好。这是因为 Python 实际上不提供超出函数范围的范围，因此 Python 垃圾收集器清理资源的频率比基于范围的销毁策略更高。但是，Mojo 不使用垃圾收集器，因此 ASAP 销毁策略提供的销毁保证比 Python 更细粒度。

Mojo 的销毁策略与 Rust 和 Swift 的工作方式更相似，因为它们都具有强大的值所有权跟踪功能并提供内存安全性。一个区别是 Rust 和 Swift 需要使用动态“删除标志” ——它们维护隐藏的影子变量来跟踪值的状态以提供安全性。这些通常会被优化掉，但 Mojo 方法完全消除了这种开销，