Rust中能否将Arc<dyn T>转换为Arc<Mutex<dyn T>>？

对于Arc<i32>这类具体 sized 类型，我们可以直接解引用后放入Mutex再包裹Arc：

let num = 5;
let arc_num = Arc::new(num);
let mtx_num = Arc::new(Mutex::new(*arc_num.deref()));

但处理Arc<dyn T>这类 trait 对象时，直接用相同方法会编译失败：

use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::ops::Deref;

pub trait T {}

#[derive(Copy, Clone)]
pub struct Var {}
impl T for Var {}

pub fn convert(var: Arc<dyn T>) -> Arc<Mutex<dyn T>> {
    return Arc::new(Mutex::new(*var.deref()));
}

报错原因是*var.deref()对应的dyn T是动态大小类型（DST），编译期无法确定其大小，且DST无法被按值传递或持有。

可行解决方案 #

由于dyn T无法被按值放入Mutex，我们只能让Mutex持有指向trait 对象的智能指针，以下是两种通用实现方式：

方案1：封装Arc<dyn T>到Mutex中

这是最通用且安全的方式，最终得到Arc<Mutex<Arc<dyn T>>>结构：

use std::sync::{Arc, Mutex};

pub trait T {}

#[derive(Copy, Clone)]
pub struct Var {}
impl T for Var {}

pub fn convert(var: Arc<dyn T>) -> Arc<Mutex<Arc<dyn T>>> {
    Arc::new(Mutex::new(var))
}

这种方式保留了原Arc的引用语义，同时通过Mutex实现线程安全访问，无需担心DST的限制。

方案2：将Arc<dyn T>转为Box<dyn T>后放入Mutex（需引用计数为1）

如果可以确保原Arc<dyn T>的引用计数为1，可以将其转为Box<dyn T>后放入Mutex，得到Arc<Mutex<Box<dyn T>>>：

use std::sync::{Arc, Mutex};

pub trait T {}

#[derive(Copy, Clone)]
pub struct Var {}
impl T for Var {}

pub fn convert(var: Arc<dyn T>) -> Result<Arc<Mutex<Box<dyn T>>>, Arc<dyn T>> {
    match Arc::try_unwrap(var) {
        Ok(boxed_t) => Ok(Arc::new(Mutex::new(boxed_t))),
        Err(arc_t) => Err(arc_t),
    }
}

此方式适用于可以独占trait 对象所有权的场景，若原Arc还有其他引用，则会返回原Arc供后续处理。

关键结论 #

你无法直接得到Arc<Mutex<dyn T>>，因为Mutex<dyn T>需要持有dyn T的所有权值，而动态大小类型无法被按值持有。必须通过嵌套智能指针的方式，让Mutex指向trait 对象的指针，才能满足线程安全和类型约束。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rahn