如何实现跨await点持有引用的异步闭包？稳定替代方案求助

当你尝试编写捕获引用并在await后使用的异步闭包时，会遇到生命周期错误——编译器无法推断出输入引用的生命周期足够覆盖异步块的执行周期。原错误代码及报错如下：

错误示例代码 #

use std::time::Duration;
use tokio::time::sleep;

fn main() {
    let closure = |v: &u64| async move {
        sleep(Duration::from_secs(1)).await;
        println!("{}", v);
    };
}

报错信息 #

error: lifetime may not live long enough
--> src/main.rs:5:29
|
5 | let closure = |v: &u64| async move {
| _______________--_^
| | | |
| | | return type of closure [async block@src/main.rs:5:29: 8:6] contains a lifetime '2
| | let's call the lifetime of this reference '1
6 | | sleep(Duration::from_secs(1)).await;
7 | | println!("{}", v);
8 | | };
| |^ returning this value requires that '1 must outlive '2

虽然 nightly Rust 的async_closure特性可以自动解决这个问题，但该特性尚未稳定。以下是两种稳定Rust下的替代方案：

方案1：显式标注返回Future的生命周期 #

通过为闭包的返回类型指定impl Future<Output = ()> + '_，告诉编译器异步块的生命周期依赖于输入引用的生命周期，从而满足'1必须长于'2的要求：

use std::time::Duration;
use tokio::time::sleep;
use std::future::Future;

fn main() {
    let closure = |v: &u64| -> impl Future<Output = ()> + '_ {
        async move {
            sleep(Duration::from_secs(1)).await;
            println!("{}", v);
        }
    };
}

方案2：获取值的所有权（若类型允许） #

如果被引用的类型实现了Copy或可以克隆，直接复制/克隆值到async块中，消除对引用的依赖，从根源上解决生命周期问题：

use std::time::Duration;
use tokio::time::sleep;

fn main() {
    let closure = |v: &u64| {
        let v = *v; // 利用u64的Copy特性复制值
        async move {
            sleep(Duration::from_secs(1)).await;
            println!("{}", v);
        }
    };
}

如果类型不是Copy但实现了Clone，可以替换为let v = v.clone();。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Heinzi