Rayon 错误，不能借用“*self”作为可变的，因为它是“Fn”闭包中捕获的变量

Question

首先，我是 Rust 新手。对于我正在开发的游戏，我需要调用函数来更改矢量上的像素，然后将其转换为图像。为此，我有一个包含游戏所有上下文的结构，包括所述图像以及计算像素所需的所有内容。

这适用于单线程，但当我尝试将其与 Rayon 并行时则不行。

这是一个简化的代码作为问题的示例。它与 chunks_mut 一起使用。

use ::rayon::prelude::*;
struct Game {
    pub pixel: [u8; 4],
    pub pixel_vec: Vec<u8>,
}

impl Game {
    pub fn new(pixel: [u8; 4], length: usize) -> Self {
        let pixel_vec = vec![2; length];

        Self { pixel, pixel_vec }
    }
    pub fn draw(&mut self) {
        let mut pixel_vec = std::mem::take(&mut self.pixel_vec);

        pixel_vec
            .par_chunks_mut(4)
            .for_each(|slice| self.some_function(slice));
        self.pixel_vec = pixel_vec;
    }

    fn some_function(&mut self, slice: &mut [u8]) {
        for i in 0..slice.len() {
            slice[i] = self.pixel[i] * self.pixel[i];
        }
    }
}

fn main() {
    let mut game = Game::new([0, 3, 0, 0], 20);
    game.draw();
}

错误

Compiling playground v0.0.1 (/playground)
error[E0596]: cannot borrow `*self` as mutable, as it is a captured variable in a `Fn` closure
  --> src/main.rs:18:31
   |
18 |             .for_each(|slice| self.some_function(slice));
   |                               ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ cannot borrow as mutable

For more information about this error, try `rustc --explain E0596`.
error: could not compile `playground` due to previous error

Answer 1

您的 Game::some_function 函数使用 &mut self 接收器。这意味着它必须可变地借用self。也就是说，self.some_function(slice) 与 Game::some_function(&mut self, slice) 相同。

因此，当您在闭包中调用 self.some_function(slice) 时，闭包必须将 self 捕获为可变的，因为它需要借用 self 作为调用该函数是可变的。但是，for_each 函数需要一个 Fn 闭包，而 Fn 闭包不会让您捕获为可变的（有充分的理由）。

您的情况的解决方案是将 some_function 中的接收器更改为 &self，因为按照编写，该函数不需要对 self 进行可变访问>：

fn some_function(&self, slice: &mut [u8]) {
    // ...
}

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编辑：

要完成解释：人造丝 par_chunks_mut 方法返回一个实现 ParallelIterator，这是 for_each 方法的来源。这就是需要实现 Fn 的参数的地方。

现在考虑 Rust 中的可用的闭包特征，为什么是Fn？其他选项是 FnOnce 或 FnMut。 FnOnce 在调用一次时会消耗闭包，因此最多只能调用一次（因此得名），显然这不适用于 for_each 方法。 FnMut 较弱，它可以可变地捕获变量，那么为什么 rayon 不使用它呢？重点是在不同的线程中同时调用这个闭包，如果你改变它的状态，你就不能这样做，你必须同步可变访问，这将有效地序列化操作，使整个事情浪费时间。因此，Fn 是唯一的选项，并且不允许进行可变捕获。