rust中的静态分发和动态分发

rust中的范型属于静多态，它是编译时多态，无运行时性能损耗。在编译时，不论是范型枚举、范型函数还有范型结构体，都会被单态化（Monomorphization）。
以下面的范型函数为例：

fn main() {
    
    let foo = Foo;
    static_dispatch(&foo);
    dynamic_dispatch(&foo);
}

#[derive(Debug)]
struct Foo;

trait Bar {
    
    fn baz(&self);
}

impl Bar for Foo {
    
    fn baz(&self) {
    
        println!("{:?}", self);
    }
}

// 静态分发
fn static_dispatch<T>(t: &T) where T: Bar {
    
    t.baz();
}

// 动态分发
fn dynamic_dispatch(t: &dyn Bar) {
    
    t.baz();
}

static_dispatch范型函数在编译的时候，会找到Bar trait的所有实现，并为它们分别生成一个实现，比如上面的示例中，只有Foo一个结构体实现了Bar trait，那么其实在编译期static_dispatch会生成

fn static_dispatch(t: &Foo){
    
    t.baz();
}

这个方法，如果还有其它的Bar trait实现还会生成它对应的具体方法。即在编译的时候就会将每个Bar trait的实现都生成一个具体方法，运行的时候就无开销了。
将上述方法放到https://play.rust-lang.org/上选择ASM：

可以看到生成的编译后的代码中确实是单态化了的：

而dynamic_dispatch的方法入参是t:&dyn Bar，是一种动态分发。参数t标注的类型&Bar是trait对象。trait本身也是一种抽象而非具体的类型，但它的类型大小在编译期是无法确定的，所以trait对象必须使用胖指针。可以利用引用操作符&或Box<T>来制造一个trait对象。trait对象等价于下面的结构体：

pub struct TraitObject{
    
	pub data: *mut(),
	pub vtable: *mut(),
}

TraitObject包括两个指针：data指针和vtable指针。以impl MyTrait for T为例，data指针指向trait对象保存的类型数据T，vtable指针指向包含为T实现的MyTrait的vtable（virtual table，该名称来源于C++，所以可以称之为虚表）。虚表的本质是一个结构体，包含了析构函数，大小，对齐和方法等信息。
在编译期，编译器只知道TraitObject包含指针的信息，并且指针的大小也是确定的（因为要在栈上分配，大小必须得是确定的），但是并不知道要调用哪个方法。在程序运行期间，当有trait_object.method()方法被调用时，TraitObject会根据虚表指针从虚表中查找出正确的函数指针，然后再进行动态调用（Java的运行时多态也是类似的）。这也是将trait对象成为动态分发的原因。

参考资料：
1.《Rust编程之道》（张汉东著P61 P71）