本文介绍了作者为解决特定需求而编写的batch-channel，包括其设计目标、实现过程中的困难及相关优化等方面：

• 设计目标：实现多生产者多消费者、同步异步支持、有界或无界、一次发送接收多个值且在稳态使用下无分配等。

• 实现难点：

  • 通道实现中的Waker问题：waiting_for_elements是Vec<Waker>，每次阻塞任务时都需分配内存，导致稳态下频繁分配和释放内存，影响性能。
  • 使用侵入式列表优化：尝试将Waker存储在阻塞的未来自身中以避免频繁分配，但在 Rust 中表达侵入式链表困难，如intrusive-collections中列表节点不能比列表存活更久等问题。
  • Pin相关问题：WakerList和WakerSlot构成自引用数据结构，需要使用unsafe代码，且Pin的特性导致语言假设值可移动，与自引用结构冲突，使公共 API awkward，如在函数参数的生命周期约束方面存在问题。
  • 处理未定义行为：batch-channel的两个优化需要unsafe代码，为简化审计将其置于安全 API 和分离的 crate 中，Rust 中安全 Rust 无未定义行为，而unsafe Rust 可能导致未定义行为，可通过希望最好、仔细思考或自动化 sanitizers 处理，Rust 支持多种 sanitizers，其中 MIRI 对捕获 Rust 别名模型违规很重要。
  • Rust 别名模型问题：深入unsafe Rust 前应先了解相关指南，Rust 的别名规则与 C 不同，如在Box::leak和Box::from_raw等操作中易出现 MIRI 失败的情况，在处理链接列表的自引用指针时，需注意避免形成冲突的&mut引用，可通过UnsafeCell引入“mutability barrier”来解决，还可避免创建引用而完全在指针读写和偏移的域中操作。
• 相关工作及研究：介绍了多个涉及侵入式列表的 crate，如futures-intrusive等，以及pinned-mutex crate 用于获取Pin<&mut T>，还提到 Rust-for-Linux 项目对Pin和自引用数据结构的关注及相关研究，如pinned initialization problem等。
• 结论：尽管编写过程痛苦，但最终得到了安全高效的 APIwakerset，从中学会要谨慎使用unsafe，明白 Rust 中引用比 C 中的指针更危险，Pin语法不佳但有望解决，UnsafeCell对于侵入式结构很重要，不清楚如何静态约束侵入式结构的生命周期关系，MIRI 在多线程压力测试中很关键，将经历写成文字和写代码一样困难。