这篇文章是作者关于在带有异步函数的特性中支持dyn Trait的思考，旨在找到既方便又灵活的使用dyn Trait的方法，具体内容如下：

• 背景与挑战：支持async fn在dyn traits中是一个棘手的平衡行为，挑战在于协调人们喜爱的 Rust 的两个关键方面——表达高级、高效代码的能力和关注揭示低级细节的能力。以Signal trait 为例，在 Rust 中可以编写接受impl Signal的函数，但要使用dyn Signal则会出错，因为编译器需要知道signal返回的未来类型的大小以便进行等待，常见的解决方案是将未来值装箱，但这会增加开销并限制某些应用。
• “box box box”设计：最近作者与[Michal Goulet]在一系列对话中重新研究了这个问题，提出了“box box box”设计。该设计从[调用站点选择]方法开始，当通过dyn Trait调用异步函数时，会得到一个dyn Future，需要将其存储在某个地方，最简单的方法是使用.box运算符将其存储在一个盒子中，得到Box<dyn Future>，然后可以等待它。但这一设计改变了Trait和dyn Trait的关系，并引入了.box运算符，可能会带来一些根本性的变化。

• 核心提案与变化：

  • Change 0：无大小返回值方法：为每个特性Foo，在dyn Foo上添加固有方法，反映其方法。对于dyn Foo，只允许所有方法都是dyn compatible的情况，有些非dyn-compatible的方法会以修改后的签名添加。
  • Change 1：Dyn 兼容性：dyn Trait实现Trait有时很强大，但并不完全符合预期，会限制一些场景。例如对于含有非dyn compatible方法的ReportError trait，当前规则不允许某些函数使用dyn ReportError。这与通过dyn trait 调用异步函数时需要.box运算符的要求不兼容。同时，列出关联类型的要求也有局限性，如对于dyn Iterator，需要指定Item类型，但有时不需要知道Item类型也能调用某些方法。
  • 提议：允许在特性不完全dyn compatible的情况下使用dyn Trait，dyn Trait类型不需要指定关联类型，dyn compatible方法作为固有方法暴露在dyn Trait类型上，指定所有关联类型的dyn Trait被视为实现Trait。

• box关键字：

  • boxed 表达式：.box运算符可用于将值放入盒子中，允许编译器保证不创建中间值，对于返回无大小类型的函数，这是处理异步函数返回dyn Future的一种方式。
  • boxed 异步函数以允许递归：当前无法直接编写递归的异步函数，需要将返回值改为Pin<Box<impl Future<Output = u32>>>，如果能直接请求则更方便。
  • boxed 结构体可以是递归的：递归结构体在 Rust 中会报错，引入Box可以解决问题，但会导致结构体的头部和后续节点存储方式不同，添加box关键字可以使结构体的声明更方便，并能完全透明地进行模式匹配。
  • boxed 枚举可以是递归且大小合适：枚举不能自身引用，添加box关键字可以方便地声明递归枚举，并且不同枚举变体可以根据需要分配不同大小的空间，还可以对特定枚举变体进行装箱，避免枚举大小不平衡。
  • boxed 模式和类型：在其他地方启用box后，也应该允许在模式中使用box。

• 常见问题解答：

  • Box::new(v)和v.box行为不同，v.box是更优形式，未来可考虑使Box::new等构造函数更优化。
  • 特殊处理box而不处理其他智能指针是有原因的，box代表完全所有权，与T和Rc<T>等智能指针不同，未来可将box概念推广到其他指针。
  • 这些box提议与“Rust 的灵魂”相契合，将box关键字移到声明处更合适，除了通过dyn trait调用异步函数外，其他部分都符合。
  • 可以将dyn Trait实现Trait声明为dyn关键字，例如box dyn trait Signal，可能会自动在幕后包含Box，并在调用async fn时自动装箱结果。

总之，通过这些box相关的提议和对dyn Trait的改进，有望解决当前dyn Trait使用中的一些问题，提高 Rust 的可用性。