什么是 Unsafe Rust

概念名称： unsafe 块允许执行编译器无法保证安全的操作，程序员需自行保证正确性。

语法结构：
┌──────────────────────────────────────┐
│  unsafe {                             │
│      // 不安全操作                    │
│  }                                    │
│                                       │
│  unsafe fn dangerous() { ... }        │
│                                       │
│  5 种不安全操作：                      │
│  1. 解引用裸指针 (*const T, *mut T)  │
│  2. 调用 unsafe 函数                 │
│  3. 访问/修改可变静态变量             │
│  4. 实现 unsafe Trait                │
│  5. 访问 union 的字段                │
└──────────────────────────────────────┘

最简示例

fn main() {
    let mut x = 5;
    let raw = &mut x as *mut i32;
    
    unsafe {
        *raw = 10;  // 解引用裸指针
    }
    println!("x = {}", x);
}

▶ Run

Unsafe Rust 能做什么

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│          Unsafe Rust 能做什么                        │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                     │
│  Safe Rust 无法做到的事：                            │
│  1. 解引用裸指针                                    │
│  2. 调用不安全函数或方法                            │
│  3. 访问或修改可变静态变量                          │
│  4. 实现不安全 Trait                                │
│  5. 访问 union 的字段                               │
│                                                     │
│  何时使用 Unsafe？                                   │
│  • 与 C 代码交互（FFI）                              │
│  • 操作系统系统调用                                  │
│  • 性能关键代码                                      │
│  • 实现底层抽象（如智能指针）                        │
│                                                     │
│  重要原则：                                          │
│  • 最小化 unsafe 块                                  │
│  • 在安全接口内封装 unsafe                           │
│  • 文档说明为什么 unsafe 是安全的                     │
│                                                     │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

为什么用它？

// 没有 unsafe：无法与 C 库交互
// extern "C" { fn c_function(); }  // 必须在 unsafe 中调用

// 有 unsafe：可以安全封装 C 接口
pub fn safe_wrapper() {
    // 内部使用 unsafe，外部提供安全接口
    unsafe {
        // c_function();  // C 函数调用
    }
}

▶ Run

关键代码说明：

代码	含义	为什么这样写
unsafe { ... }	不安全块	告诉编译器"我知道风险"
*mut T / *const T	裸指针	不受借用规则约束，需手动管理
unsafe fn	不安全函数	调用者必须在 unsafe 块中调用
static mut	可变静态变量	全局可变，多线程不安全