为什么dyn Trait未实现std::any::Any？Rust Arc向下转型报错解析

报错原因 #

1. Rust 对 trait 对象的转换有明确限制：即使你定义的 LockableOption<T> 继承了 Any 特征，dyn LockableOption<U> 类型的 trait 对象也无法直接隐式转换为 dyn Any 类型的 trait 对象。因为 trait 对象的 vtable 只会存储当前 trait 的方法入口，不会自动包含父 trait 的全部入口，编译器找不到从 dyn LockableOption 到 dyn Any 的转换路径。
2. 你尝试直接把 Arc<dyn LockableOption<U>> 赋值给 Arc<dyn Any + Send + Sync> 类型的变量，属于两种不同 trait 对象的 Arc 直接转换，不符合 Rust 的类型规则，所以抛出类型不匹配错误。

修复方案 #

你可以给 LockableOption 特征添加显式转换为 Arc<dyn Any> 的辅助方法，就可以实现后续的 downcast 操作，修改后的参考代码如下：

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

pub struct OnTheFlySwap<T: Sized> {
    inner: Arc<Mutex<Option<Box<T>>>>,
}

pub trait LockableOption<T: Sized>: Send + Sync + Any {
    // 新增显式转 Arc<dyn Any> 的方法
    fn as_any_arc(self: Arc<Self>) -> Arc<dyn Any + Send + Sync>;
}

impl<T: Sized + Send + 'static> LockableOption<T> for OnTheFlySwap<T> {
    fn as_any_arc(self: Arc<Self>) -> Arc<dyn Any + Send + Sync> {
        self
    }
}

struct ArcHolder<U: Sized> {
    lockable_option: Arc<dyn LockableOption<U>>,
}

impl<U: 'static + Send + Sync + Sized> ArcHolder<U> {
    pub fn as_on_the_fly(&self) -> Result<&OnTheFlySwap<U>, ()> {
        // 先调用显式转换方法得到 Arc<dyn Any>
        let l = self.lockable_option.clone().as_any_arc();
        match l.downcast::<OnTheFlySwap<U>>() {
            // downcast 出来的是 Arc<OnTheFlySwap<U>>，解引用后取地址即可得到目标引用
            Ok(o) => Ok(&*o),
            Err(_) => Err(()),
        }
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Poperton