Rust 中实现类似 Java Consumer 接口的策略模式日志器

本文介绍如何在 rust 中优雅复现 java 的 `consumer` 接口语义，通过泛型结构体封装闭包与有状态对象，统一日志策略接口，支持无状态 lambda、函数指针及带状态的结构体实例。

在 Rust 中，虽然没有直接对应 Java Consumer 的内置接口（如 java.util.function.Consumer），但标准库提供了三类核心可调用类型 trait：Fn（不可变借用调用）、FnMut（可变借用调用）和 FnOnce（所有权转移调用）。其中，Fn(Event) 是最贴近 Java Consumer 语义的选择——它表示一个可重复调用、仅读取参数、不修改自身状态的函数对象，完美匹配“接收事件并执行副作用”这一日志场景。

然而，若需统一处理无状态闭包、普通函数、以及有状态结构体（如 StatefulLogger），直接使用 dyn Fn(Event) 会受限于对象安全（Fn 不是对象安全 trait，无法直接用于 dyn），而 FnMut 虽对象安全但要求可变引用，对只读逻辑略显冗余。更灵活且工程友好的方案是：定义一个泛型结构体 Logger，将策略逻辑委托给内部字段 T: Fn(Event)，并通过构造函数接受任意兼容的可调用类型。

以下是一个完整、可运行的实现示例：

#[derive(Debug, Clone, Copy)]
enum Event {
    BuyEvent,
    SellEvent,
}

// 泛型日志器：封装任意 Fn(Event) 类型的消费者
struct Logger
where
    T: Fn(Event),
{
    consumer: T,
}

impl Logger
where
    T: Fn(Event),
{
    fn new(consumer: T) -> Self {
        Self { consumer }
    }

    fn accept(&self, event: Event) {
        (self.consumer)(event);
    }
}

// 示例：有状态日志器结构体
struct StatefulLogger {
    counter: usize,
}

impl StatefulLogger {
    fn new() -> Self {
        Self { counter: 0 }
    }

    fn log(&mut self, event: Event) {
        self.counter += 1;
        println!("[{}] {:?}", self.counter, event);
    }
}

// 普通函数作为消费者
fn simple_log(event: Event) {
    println!("(fn) {:?}", event);
}

fn main() {
    // ✅ 1. 使用闭包（无状态）
    let logger_lambda = Logger::new(|e| println!("(closure) {:?}", e));

    // ✅ 2. 使用普通函数
    let logger_fn = Logger::new(simple_log);

    // ✅ 3. 使用有状态结构体 —— 注意：需用 move 闭包捕获所有权或可变引用
    let mut stateful = StatefulLogger::new();
    let logger_stateful = Logger::new(move |e| stateful.log(e));

    // 统一调用接口
    logger_lambda.accept(Event::BuyEvent);
    logger_fn.accept(Event::SellEvent);
    logger_stateful.accept(Event::BuyEvent); // 此处会修改 stateful.counter
}

⚠️ 关键注意事项：

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• Logger 的泛型设计使编译期单态化，零成本抽象，性能优于动态分发；
• 若需在运行时混合多种策略（如从配置加载不同日志器），可结合 Box + FnMut（对象安全），但需显式传入 &mut self；
• 对于真正需要共享可变状态（如线程安全计数器），应改用 Arc> 包裹状态，并在闭包中克隆 Arc；
• Rust 的所有权模型决定了：“轻量 lambda” 和 “有状态对象” 在语义上本质不同——前者通常按值捕获，后者需显式管理生命周期或所有权转移（如 move 闭包），这恰是 Rust 安全性的体现，而非缺陷。

总结来说，Rust 并不提供“开箱即用”的 Consumer 接口，但通过 Fn trait + 泛型结构体的组合，不仅能等效实现 Java 的策略灵活性，还能在编译期获得更强的类型安全与性能保障。这种“组合优于继承”的范式，正是 Rust 函数式与面向对象思想融合的典型实践。