Rust多線程之數據共享


1. 怎么創建線程

我們都知道Java中通過實現Runnable接口或繼承Thread類,來完成一個線程的創建,那么在Rust中是如何實現一個線程的呢?代碼如下。

fn how_to_create_a_thread(){
	// 創建一個線程
    let thread_handle = thread::spawn(|| {
        println!("Thread inner");
    });
    // 阻塞線程,並等待其自己執行完畢
    thread_handle.join().unwrap();
}

在Rust中,在std::thread,可以直接通過thread::spawn(||{})方式創建出一個線程,並且返回該線程JoinHandle,可以通過JoinHandle進行join操作。

2. 如何實現線程數據共享?

2.1 單線程

不難猜出,同Java類似,通過加鎖的方式保證其數據安全。我們來看具體實現代碼。

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

在Rust中,通過std::sync::Mutex類,Mutex::new(t: T),將需要共享的數據放進去即可,通過,lock()方法,對數據加鎖並獲取數據,這樣就可以對加鎖的數據進行操作。 但是與Java有所不同的是:Rust中的鎖實現了Drop接口,會自動釋放,不需要手動Unlock。用Java代碼解釋,就是類似實現了AutoCloseable接口,可以實現自動關閉。代碼如下:

public class Mutex implement AutoCloseable{
    public void close() throws Exception{
    }
}
try(Mutex mut = new Mutex(5)){
    
}
2.2 多線程

單線程實現數據共享看起來蠻簡單的,直接創建一個線程,然后運行就完了,就看不出來。那如何實現多線程呢?代碼如下:

// 多線程和鎖
fn test_mulit_thread() {
	// 使用Arc實現clone功能
    // 對Mutex::new生成的對象實現clone功能
    // 如果不實現clone,只能移動一次
    let lock_sub = Arc::new(Mutex::new(0));

    let mut thread_list = vec![];

    for _ in 0..10 {
        // clone 鎖對象,否則下方 move一次后,其他for循環將獲取不到鎖對象
        let lock = Arc::clone(&lock_sub);
        
        let thandle = thread::spawn(move || {
            let mut num = lock.lock().unwrap();
            *num += 1
        });
        thread_list.push(thandle);
    }

    for handle in thread_list {
        handle.join().unwrap();
    }
    println!("Result  : {}", *lock_sub.lock().unwrap());

上方例子是標准實現多線程數據共享的方式。其實有如下疑問,可以說一下。

  1. 為什么要使用Arc對象包裝?

    Arc原名:atomically reference counted,原子引用計數。是Rc類型的原子擴展。包含clone方法,對對象進行clone。便於多線程操作同一個對象。

  2. 線程中move問題

    move可以從字面意思理解,就是移動,把lock對象從一個作用域移動到了線程類。Rust對對象的所有權有嚴格控制,這個需要了解。

2.2.1 疑問

通過上面的方式實現了多線程,其實還有蠻多疑問的, 如果我就是不用Arc對象,而是采用普通對象,或者說Rc對象了,就真的不能實現多線程間的數據共享嗎?

2.2.1.1 普通對象

普通對象即:直接一個對象。 這有的方式不行,因為多線程間共享變量就必須用到多個對象,即對象的多副本,那么就要實現Rc對象。

2.2.1.2 用Rc對象實現多數據共享

通過Rc對象,來實現多線程數據共享,代碼如下。

fn test_mulit_thread_by_rc() {

    let lock_sub = Rc::new(Mutex::new(0));

    let mut thread_list = vec![];

    for _ in 0..10 {
        let lock = Rc::clone(&lock_sub);
        
        let thandle = thread::spawn(move || {
            let mut num = lock.lock().unwrap();
            *num += 1
        });
        thread_list.push(thandle);
    }

    for handle in thread_list {
        handle.join().unwrap();
    }
    println!("Result  : {}", *lock_sub.lock().unwrap());
}

代碼同Arc沒什么不同,就是把Arc對象換成Rc對象,然后試着編譯。出現如下錯誤:

45  |           let thandle = thread::spawn(move || {
    |  _______________________^^^^^^^^^^^^^_-
    | |                       |
    | |                       `std::rc::Rc<std::sync::Mutex<i32>>` cannot be sent between threads safely

標紅的提示:``std::rc::Rc<std::sync::Mutex > cannot be sent between threads safely,就是說Rc不是線程安全的。沒辦法,編譯不過去。不死心,我又換了一種寫法。代碼如下。

fn test_mulit_thread_by_rc() {
    let lock_sub = Rc::new(0);
    let mut thread_list = vec![];
    for _ in 0..10 {
        let mut lock = Rc::clone(&lock_sub);
        
        let thandle = thread::spawn(move || {
            *lock += 1
        });
        thread_list.push(thandle);
    }
    for handle in thread_list {
        handle.join().unwrap();
    }
    println!("Result  : {}", *lock_sub);
}

我放棄鎖了,不加鎖,能行嗎? 通過編入后,還是出現了 ``std::rc::Rc<std::sync::Mutex<i32>> cannot be sent between threads safely`這個錯誤,看來和Mutex對象沒有關系啦。

3. 總結

本文主要講述了如何實現線程,多線程,以及線程間的數據共享問題。但是我們知道,在多線程中,多線程操作數據,會出現死鎖等問題,這個還沒有說道。以后在慢慢聊。希望本文對大家有所幫助。謝謝!


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM