如何为含sysinfo::System字段的结构体正确实现new()方法？

给定如下Rust结构体：

use sysinfo::{System, Pid, Process};
pub struct SystemInfo<'a> {
    sys: System,
    process: &'a Process,
}

需要为该结构体实现new()方法，要求返回的SystemInfo对象满足：

• sys字段为sysinfo::System实例
• process字段为当前运行应用对应的Process对象，且该字段依赖于sys字段

尝试以下代码时出现「引用临时值」错误：

pub fn new() -> Self {
    let sys = &System::new_all();
    let process = sys.process(Pid::from(process::id() as usize)).expect("Failed to get process");
    SystemInfo {
        sys,
        process,
    }
}

请问该如何正确实现new()方法？

错误原因分析 #

1. 你错误地将sys声明为临时System实例的引用（&System::new_all()），这个临时实例会在new()函数执行结束后被销毁，导致process引用的对象悬空，触发「引用临时值」错误。
2. 更关键的是，你试图构建自引用结构体：结构体同时持有System实例和该实例内部的Process引用。Rust的安全内存模型不允许这种结构，因为结构体移动时内部引用会失效。

推荐实现方案 #

最安全且符合Rust规范的做法是避免存储Process引用，改为存储当前进程的Pid，需要使用Process时从sys中动态获取：

use sysinfo::{System, Pid, Process};
use std::process;

pub struct SystemInfo {
    sys: System,
    current_pid: Pid,
}

impl SystemInfo {
    pub fn new() -> Self {
        let mut sys = System::new_all();
        // 刷新系统信息确保能获取到当前进程
        sys.refresh_all();
        let current_pid = Pid::from(process::id() as usize);
        
        // 提前验证进程存在，避免后续调用出错
        sys.process(current_pid).expect("Failed to get current process");

        SystemInfo {
            sys,
            current_pid,
        }
    }

    // 提供方法获取当前进程的引用
    pub fn current_process(&self) -> &Process {
        self.sys.process(self.current_pid).expect("Current process not found")
    }
}

若必须存储Process引用（不推荐） #

如果一定要在结构体中存储Process引用，只能通过unsafe代码实现自引用结构体，这会绕过Rust的安全检查，需要自行保证内存安全：

use sysinfo::{System, Pid, Process};
use std::process;
use std::ptr;

pub struct SystemInfo {
    sys: System,
    process: *const Process,
}

impl SystemInfo {
    pub fn new() -> Self {
        let mut sys = System::new_all();
        sys.refresh_all();
        let current_pid = Pid::from(process::id() as usize);
        let process = sys.process(current_pid).expect("Failed to get current process");
        
        let process_ptr = process as *const Process;

        SystemInfo {
            sys,
            process: process_ptr,
        }
    }

    pub fn current_process(&self) -> &Process {
        unsafe {
            // 必须保证sys未被修改，process_ptr始终有效
            &*self.process
        }
    }
}

// 手动实现Send和Sync，需自行保证安全
unsafe impl Send for SystemInfo {}
unsafe impl Sync for SystemInfo {}

注意：unsafe方案存在内存安全风险，若后续调用sys的刷新方法可能导致Process引用失效，因此强烈推荐第一种方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者passinger