m12-lifecycle

リソースのライフサイクル

レイヤー 2：設計上の選択

中心となる問い

このリソースはいつ作成し、使用し、クリーンアップすべきですか？

ライフサイクルを実装する前に：

• リソースのスコープは何ですか？
• クリーンアップの責任者は誰ですか？
• エラーが発生した場合、どうなりますか？

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ライフサイクルのパターン → 実装

パターン	場面	実装
RAII	自動クリーンアップ	Drop トレイト
遅延初期化	作成の先送り	OnceLock、LazyLock
プール	高コストなリソースの再利用	r2d2、deadpool
ガード	スコープ内のアクセス	MutexGuard パターン
スコープ	トランザクション境界	カスタム構造体 + Drop

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考えるための問い

ライフサイクルを設計する前に：

1. リソースのコストはどの程度ですか？

   • 低コスト → 使用のたびに作成
   • 高コスト → プールまたはキャッシュ
   • グローバル → 遅延シングルトン

2. スコープは何ですか？

   • 関数内 → スタック割り当て
   • リクエスト単位 → 渡すか、抽出する
   • アプリケーション全体 → static または Arc

3. エラーについてはどうしますか？

   • クリーンアップが必須 → Drop
   • クリーンアップは任意 → 明示的な close
   • クリーンアップが失敗する可能性がある → close から Result を返す

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ドメインの制約（レイヤー 3）へ：

"How should I manage database connections?"
    ↑ Ask: What's the connection cost?
    ↑ Check: domain-* (latency requirements)
    ↑ Check: Infrastructure (connection limits)

問い	たどり先	確認事項
コネクションプーリング	domain-*	許容できるレイテンシはどの程度ですか？
リソース制限	domain-*	インフラの制約は何ですか？
トランザクションのスコープ	domain-*	何をアトミックにする必要がありますか？

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実装（レイヤー 1）へ：

"Need automatic cleanup"
    ↓ m02-resource: Implement Drop
    ↓ m01-ownership: Clear owner for cleanup

"Need lazy initialization"
    ↓ m03-mutability: OnceLock for thread-safe
    ↓ m07-concurrency: LazyLock for sync

"Need connection pool"
    ↓ m07-concurrency: Thread-safe pool
    ↓ m02-resource: Arc for sharing

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クイックリファレンス

パターン	型	ユースケース
RAII	Drop トレイト	スコープ終了時の自動クリーンアップ
遅延初期化	OnceLock、LazyLock	初期化の先送り
プール	r2d2、deadpool	コネクションの再利用
ガード	MutexGuard	スコープ終了時のロック解放
スコープ	カスタム構造体	トランザクション境界

ライフサイクルイベント

イベント	Rust の仕組み
作成	new()、Default
遅延初期化	OnceLock::get_or_init
使用	&self、&mut self
クリーンアップ	Drop::drop()

パターンテンプレート

RAII ガード

struct FileGuard {
    path: PathBuf,
    _handle: File,
}

impl Drop for FileGuard {
    fn drop(&mut self) {
        // Cleanup: remove temp file
        let _ = std::fs::remove_file(&self.path);
    }
}

遅延シングルトン

use std::sync::OnceLock;

static CONFIG: OnceLock<Config> = OnceLock::new();

fn get_config() -> &'static Config {
    CONFIG.get_or_init(|| {
        Config::load().expect("config required")
    })
}

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よくあるエラー

エラー	原因	修正方法
リソースリーク	Drop を忘れた	Drop または RAII ラッパーを実装する
二重解放	手動でのメモリ管理	Rust に任せる
drop 後の使用	ダングリング参照	ライフタイムを確認する
E0509 Drop 型からの移動	所有するフィールドの移動	Option::take()
プールの枯渇	リソースが返却されない	Drop によって返却されることを確認する

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アンチパターン

アンチパターン	問題点	より良い方法
手動クリーンアップ	忘れやすい	RAII/Drop
lazy_static!	外部依存	std::sync::OnceLock
グローバルな可変状態	スレッド安全ではない	OnceLock または適切な同期
close を忘れる	リソースリーク	Drop を実装する

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関連スキル

場面	参照先
スマートポインター	m02-resource
スレッドセーフな初期化	m07-concurrency
ドメインのスコープ	m09-domain
クリーンアップ時のエラー	m06-error-handling