【Rust】Shared-State Concurrency
Shared-State Concurrency
channel类似于single ownership. 而shared memory类似与multiple ownership. multiple ownership是难于管理的. smarter pointer也是multiple ownership的.
Rust的type system和ownership rules帮助实现正确的multiple ownership管理。
Using Mutexes to Allow Access to Data from One Thread at a Time
Mutex是mutual exclusion的缩写。mutex内部有一个锁,访问数据前,先持有锁,其他线程就不能再访问这个数据了。mutex通过locking system来实现对数据的保护。
使用mutex的两条规则:
- 访问数据前要先持有锁;
- 访问数据后,要记得释放锁,这样其他线程才能访问该数据。
Rust的type system和ownership rule,保证了mutex的正确使用。
The API of Mutex
Mutex<T>是智能指针;其lock()成员返回类型为MutexGuard的智能指针;MutexGuard实现了Deref接口来获取其内部数据;也实现了Drop接口来释放其内部的锁。
Sharing a Mutex Between Multiple Threads
我们无法把mutex的所有权move到多个线程中。所以需要借用引用计数的方式来实现多个所有权。
Multiple Ownership with Multiple Threads
Rc<T>在多线程中共享是非安全的。Rc<T>的clone接口被调用时,它将引用计数加一;当其克隆消亡时,它将引用计数减一。但是,Rc<T>没有提供原子操作行为,多线程并发时,有可能发生Rc<T>的引用计数被同时修改。
所以,需要一种具有原子操作能力的RC.
Atomic Reference Counting with Arc
atomically reference counted
为什么所有的基本类型不实现为原子操作的呢?因为这样做有性能损失。
示例代码:
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!("Resule {}", *counter.lock().unwrap());}
Similarities Between RefCell/Rc and Mutex/Arc
Mutex<T>并不能防止逻辑错误,如死锁(两个线程互相等待对方持有的锁释放)。
参考资料
Shared-State Concurrency - The Rust Programming Language (rust-lang.org)
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