Smarticen Notes

共享状态并发

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在线程间消息传递中使用的消息传递机制，在某种程度上，任何编程语言中的信道都类似于单所有权，因为一旦将一个值传送到信道中，将无法再使用这个值了。 共享内存类似于多所有权：多个线程可以同时访问相同的内存位置。

接下来便了解一下Rust中的并发原语。

互斥器

互斥器mutex一次只允许一个线程访问数据。线程需要先通过获取互斥器的锁来表明其希望访问数据。并且再使用完成后必须释放锁，这样其它线程才能获取锁。

正确的管理互斥器异常复杂，但是Rust中，得益于类型系统和所有权，在锁和解锁上不会出错。

Mutex的API

一个使用Mutex的简单示例如下：

use std::sync::Mutex;
 
fn main() {
    let m = Mutex::new(5);
 
    {
        let mut num = m.lock().unwrap();
        *num = 6;
    }
 
    println!("m = {:?}", m);
}

使用关联函数new来创建一个Mutex<T>，使用lock()方法获取锁，来访问互斥器中的数据。这个调用会阻塞当前线程，直到拥有锁。

如果另一个线程获取到了锁，但是panic了，那么其余线程的lock调用会失败，这里选择使用unwrap遇到这种请求时使线程panic。

Mutex<T>的lock调用返沪的使一个叫做MutexGuard的智能指针，离开作用域时自动释放锁，所以上面的例子中将操作共享内存的代码放入了一个新的作用域中。解决了锁释放时机的问题，避免了用户忘记释放锁。

线程间共享Mutex

启动10个线程，并在各个线程中对同一个计数器加1。

共享内存需要同步使用Mutex，多线程共享使用Arc

use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::thread;
 
fn main() {
    let counter = Arc::new(Mutex::new(0));
    let mut handles = vec![];
 
    for _ in 0..10 {
        let counter = Arc::clone(&counter);
        let handle = thread::spawn(move || {
            let mut num = counter.lock().unwrap();
 
            *num += 1;
        });
        handles.push(handle);
    }
 
    for handle in handles {
        handle.join().unwrap();
    }
 
    println!("Result: {}", *counter.lock().unwrap());
}

Refcell/Rc与Mutex/Arc

这两者是有类似的。都是一个内部可变性与多所有权的组合。只不过一个组合用于单线程，另一个组合用于多线程。

为了便于使用，这样理解：

  • Rc是单线程的多所有权，如果希望其内容可变，使用Refcell提供内部可变性。
  • Arc是多线程的多所有权，希望其内部可变，使用Mutex提供内部可变性。

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