Smart Pointers
একটি পয়েন্টার হল একটি variable-এর জন্য একটি general concept যাতে মেমরির একটি address থাকে। এই address টি অন্য কোনো ডেটাকে refer করে, বা "পয়েন্ট করে"। Rust-এ সবচেয়ে common ধরনের পয়েন্টার হল একটি reference, যেটি সম্পর্কে আপনি Chapter 4-এ শিখেছেন। Reference গুলো & চিহ্ন দ্বারা নির্দেশিত হয় এবং যে value-টিকে point করে সেটিকে borrow করে। ডেটা refer করা ছাড়া এগুলোর অন্য কোনো special capabilities নেই এবং কোনো overhead নেই।
অন্যদিকে, স্মার্ট পয়েন্টারগুলো হল ডেটা স্ট্রাকচার যা পয়েন্টারের মতো কাজ করে কিন্তু অতিরিক্ত মেটাডেটা এবং capabilities-ও রাখে। স্মার্ট পয়েন্টারের concept টি Rust-এর জন্য unique নয়: স্মার্ট পয়েন্টারগুলোর উৎপত্তি C++-এ এবং অন্যান্য language-এও রয়েছে। Rust-এর standard library-তে বিভিন্ন ধরনের স্মার্ট পয়েন্টার define করা আছে যা reference-এর মাধ্যমে provide করা functionality-এর চেয়েও বেশি কিছু provide করে। General concept টি explore করার জন্য, আমরা স্মার্ট পয়েন্টারের কয়েকটি ভিন্ন উদাহরণ দেখব, যার মধ্যে একটি reference counting স্মার্ট পয়েন্টার type রয়েছে। এই পয়েন্টারটি আপনাকে ডেটার একাধিক owner রাখার অনুমতি দেয় owner-এর সংখ্যা ট্র্যাক করে এবং যখন কোনো owner অবশিষ্ট থাকে না, তখন ডেটা clean up করে।
Rust-এর, ownership এবং borrowing-এর concept সহ, reference এবং স্মার্ট পয়েন্টারের মধ্যে একটি additional পার্থক্য রয়েছে: যেখানে reference গুলো শুধুমাত্র ডেটা borrow করে, সেখানে অনেক ক্ষেত্রে স্মার্ট পয়েন্টারগুলো যে ডেটা point করে তার owner হয়।
যদিও আমরা সেগুলোকে সেই সময়ে সেই নামে ডাকিনি, আমরা ইতিমধ্যেই এই বইয়ে কয়েকটি স্মার্ট পয়েন্টারের সম্মুখীন হয়েছি, যার মধ্যে Chapter 8-এর String এবং Vec<T> রয়েছে। এই দুটি type-কেই স্মার্ট পয়েন্টার হিসেবে গণ্য করা হয় কারণ তারা কিছু মেমরির owner এবং আপনাকে এটিকে manipulate করার অনুমতি দেয়। এগুলোর metadata এবং extra capabilities বা guarantee-ও রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, String তার capacity-কে metadata হিসেবে store করে এবং এর ডেটা সব সময় valid UTF-8 হবে তা নিশ্চিত করার additional ability রাখে।
স্মার্ট পয়েন্টারগুলো সাধারণত struct ব্যবহার করে implement করা হয়। একটি ordinary struct-এর বিপরীতে, স্মার্ট পয়েন্টারগুলো Deref এবং Drop trait গুলোকে implement করে। Deref trait-টি স্মার্ট পয়েন্টার struct-এর একটি instance-কে একটি reference-এর মতো আচরণ করার অনুমতি দেয় যাতে আপনি আপনার কোড লিখতে পারেন reference বা স্মার্ট পয়েন্টার উভয়ের সাথেই কাজ করার জন্য। Drop trait আপনাকে সেই কোডটি কাস্টমাইজ করার অনুমতি দেয় যা স্মার্ট পয়েন্টারের একটি instance scope-এর বাইরে চলে গেলে run হয়। এই chapter-এ, আমরা এই দুটি trait নিয়ে আলোচনা করব এবং প্রদর্শন করব কেন সেগুলো স্মার্ট পয়েন্টারগুলোর জন্য important।
যেহেতু স্মার্ট পয়েন্টার প্যাটার্নটি Rust-এ প্রায়শই ব্যবহৃত একটি general design pattern, তাই এই chapter-এ existing সমস্ত স্মার্ট পয়েন্টার cover করা হবে না। অনেক লাইব্রেরির নিজস্ব স্মার্ট পয়েন্টার রয়েছে এবং আপনি নিজেও লিখতে পারেন। আমরা standard library-এর সবচেয়ে common স্মার্ট পয়েন্টারগুলো cover করব:
Box<T>heap-এ value allocate করার জন্যRc<T>, একটি reference counting type যা multiple ownership-এর অনুমতি দেয়Ref<T>এবংRefMut<T>,RefCell<T>-এর মাধ্যমে অ্যাক্সেস করা হয়, এমন একটি type যা compile time-এর পরিবর্তে runtime-এ borrowing rule গুলো enforce করে
এছাড়াও, আমরা ইন্টেরিয়র মিউটেবিলিটি প্যাটার্নটি কভার করব যেখানে একটি immutable type একটি ভেতরের value mutate করার জন্য একটি API expose করে। আমরা reference cycle নিয়েও আলোচনা করব: কীভাবে সেগুলো মেমরি লিক করতে পারে এবং কীভাবে সেগুলো প্রতিরোধ করা যায়।
আসুন শুরু করা যাক!