How does Rust perform resource management and cleanup?

在Rust语言中，资源管理和清理是通过一种称为 所有权（ownership） 的系统来实现的，这是Rust最核心的特性之一。Rust通过所有权规则以及配套的特性，如 借用（borrowing） 和 生命周期（lifetimes），来防止内存泄漏和访问悬挂指针等常见错误。

所有权系统

所有权规则

Rust中的每一个值都有一个称为其 所有者（owner） 的变量。值在任何时候只能有一个所有者。当所有者离开其作用域，这个值会被丢弃，相关的资源也会随之被释放。

例子

rust
fn main() {
    let string1 = String::from("Hello"); // string1是所有者
    { 
        let string2 = string1; // 所有权从string1转移至string2
        // 此时string1不再有效
    } // string2离开作用域，它拥有的内存被释放
}

在上面的例子中，string1最初是字符串 "Hello" 的所有者。当我们将 string1 赋值给 string2 时，所有权被转移给了 string2，此后 string1 就不再有效，不能被访问或使用。当 string2 离开其作用域，其内部的数据被自动清理，内存被释放。

借用

Rust通过 借用 机制允许你访问数据而无需获取其所有权。借用分为两种：不可变借用和可变借用。

不可变借用

你可以多次不可变地借用同一个资源，但在借用期间，原始数据不能被修改。

可变借用

你可以可变地借用资源，但在这种借用期间，资源的任何其他借用都是不允许的，包括不可变借用。

例子

rust
fn main() {
    let mut s = String::from("hello");
    let r1 = &s; // 不可变借用
    let r2 = &s; // 不可变借用
    println!("{} and {}", r1, r2);
    // let r3 = &mut s; // 错误：不能在有不可变借用的同时有可变借用
}

生命周期

生命周期是Rust用来确保所有的借用都是有效的。每个引用都有一个生命周期，这是一个作用域，表明引用在何处有效。

例子

rust
fn main() {
    let r;                // 声明一个引用
    {
        let x = 5;        // x的生命周期开始
        r = &x;           // 错误：x的生命周期比r小
    }                     // x离开作用域并被丢弃
}

在上面的例子中，x 的生命周期比 r 要短，所以当 x 离开作用域时，r 将会指向一个已经被销毁的值。这是非法的，并将在编译时被检查。

通过这三个主要机制，Rust有效地管理资源，避免了内存泄漏和其他常见的内存错误，同时减少了程序员在内存管理上的负担。