rust入坑指南：齐头并进（下）(代码片段)

关键词：

前文中我们聊了Rust如何管理线程以及如何利用Rust中的锁进行编程。今天我们继续学习并发编程，

原子类型

许多编程语言都会提供原子类型，Rust也不例外，在前文中我们聊了Rust中锁的使用，有了锁，就要小心死锁的问题，Rust虽然声称是安全并发，但是仍然无法帮助我们解决死锁的问题。原子类型就是编程语言为我们提供的无锁并发编程的最佳手段。熟悉Java的同学应该知道，Java的编译器并不能保证代码的执行顺序，编译器会对我们的代码的执行顺序进行优化，这一操作成为指令重排。而Rust的多线程内存模型不会进行指令重排，它可以保证指令的执行顺序。

通常来讲原子类型会提供以下操作：

• Load：从原子类型读取值
• Store：为一个原子类型写入值
• CAS（Compare-And-Swap）：比较并交换
• Swap：交换
• Fetch-add（sub/and/or）：表示一系列的原子的加减或逻辑运算

Ok，这些基础的概念聊完以后，我们就来看看Rust为我们提供了哪些原子类型。Rust的原子类型定义在标准库std::sync::atomic中，目前它提供了12种原子类型。

下面这段代码是Rust演示了如何用原子类型实现一个自旋锁。

use std::sync::Arc;
use std::sync::atomic::AtomicUsize, Ordering;
use std::thread;

fn main() 
    let spinlock = Arc::new(AtomicUsize::new(1));
    let spinlock_clone = spinlock.clone();
    let thread = thread::spawn(move|| 
        spinlock_clone.store(0, Ordering::SeqCst);
    );
    while spinlock.load(Ordering::SeqCst) != 0 
    if let Err(panic) = thread.join() 
        println!("Thread had an error: :?", panic);
    

我们利用AtomicUsize的store方法将它的值设置为0，然后用load方法获取到它的值，如果不是0，则程序一直空转。在store和load方法中，我们都用到了一个参数：Ordering::SeqCst，在声明中能看出来它也是属于atomic包。

我们在文档中发现它是一个枚举。其定义为

pub enum Ordering 
    Relaxed,
    Release,
    Acquire,
    AcqRel,
    SeqCst,

它的作用是将内存顺序的控制权交给开发者，我们可以自己定义底层的内存排序。下面我们一起来看一下这5种排序分别代表什么意思

• Relaxed：表示「没有顺序」，也就是开发者不会干预线程顺序，线程只进行原子操作
• Release：对于使用Release的store操作，在它之前所有使用Acquire的load操作都是可见的
• Acquire：对于使用Acquire的load操作，在它之前的所有使用Release的store操作也都是可见的
• AcqRel：它代表读时使用Acquire顺序的load操作，写时使用Release顺序的store操作
• SeqCst：使用了SeqCst的原子操作都必须先存储，再加载。

一般情况下建议使用SeqCst，而不推荐使用Relaxed。

线程间通信

Go语言文档中有这样一句话：不要使用共享内存来通信，应该使用通信实现共享内存。

Rust标准库选择了CSP并发模型，也就是依赖channel来进行线程间的通信。它的定义是在标准库std::sync::mpsc中，里面定义了三种类型的CSP进程：

• Sender：发送异步消息
• SyncSender：发送同步消息
• Receiver：用于接收消息

我们通过一个栗子来看一下channel是如何创建并收发消息的。

use std::thread;
use std::sync::mpsc;

fn main() 
    let (tx, rx) = mpsc::channel();

    thread::spawn(move || 
        let val = String::from("hi");
        tx.send(val).unwrap();
    );

    let received = rx.recv().unwrap();
    println!("Got: ", received);

首先，我们先是使用了channel()函数来创建一个channel，它会返回一个（Sender, Receiver）元组。它的缓冲区是无界的。此外，我们还可以使用sync_channel()来创建channel，它返回的则是（SyncSender, Receiver）元组，这样的channel发送消息是同步的，并且可以设置缓冲区大小。

接着，在子线程中，我们定义了一个字符串变量，并使用send()函数向channel中发送消息。这里send返回的是一个Result类型，所以使用unwrap来传播错误。

在main函数最后，我们又用recv()函数来接收消息。

这里需要注意的是，send()函数会转移所有权，所以，如果你在发送消息之后再使用val变量时，程序就会报错。

现在我们已经掌握了使用Channel进行线程间通信的方法了，这里还有一段代码，感兴趣的同学可以自己执行一下这段代码看是否能够顺利执行。如果不能，应该怎么修改这段代码呢？

use std::thread;
use std::sync::mpsc;
fn main() 
    let (tx, rx) = mpsc::channel();
    for i in 0..5 
        let tx = tx.clone();
        thread::spawn(move || 
            tx.send(i).unwrap();
        );
    

    for rx in rx.iter() 
        println!(":?", j);
    

线程池

在实际工作中，如果每次都要创建新的线程，每次创建、销毁线程的开销就会变得非常可观，甚至会成为系统性能的瓶颈。对于这种问题，我们通常使用线程池来解决。

Rust的标准库中没有现成的线程池给我们使用，不过还是有一些第三方库来支持的。这里我使用的是threadpool。

首先需要在Cargo.toml中增加依赖threadpool = "1.7.1"。然后就可以使用use threadpool::ThreadPool;将ThreadPool引入我们的程序中了。

use threadpool::ThreadPool;
use std::sync::mpsc::channel;

fn main() 
    let n_workers = 4;
    let n_jobs = 8;
    let pool = ThreadPool::new(n_workers);

    let (tx, rx) = channel();
    for _ in 0..n_jobs 
        let tx = tx.clone();
        pool.execute(move|| 
            tx.send(1).expect("channel will be there waiting for the pool");
        );
    

    assert_eq!(rx.iter().take(n_jobs).fold(0, |a, b| a + b), 8);

这里我们使用ThreadPool::new()来创建一个线程池，初始化4个工作线程。使用时用execute()方法就可以拿出一个线程来进行具体的工作。

总结

今天我们介绍了Rust并发编程的三种特性：原子类型、线程间通信和线程池的使用。

原子类型是我们进行无锁并发的重要手段，线程间通信和线程池也都是工作中所必须使用的。当然并发编程的知识远不止于此，大家有兴趣的可以自行学习也可以与我交流讨论。

rust入坑指南：步步为营(代码片段)

俗话说：“测试写得好，奖金少不了。”有经验的开发人员通常会通过单元测试来保证代码基本逻辑的正确性。如果你是一名新手开发者，并且还没体会到单元测试的好处，那么建议你先读一下我之前的一篇文章代码洁癖系列（... 查看详情

rust入坑指南：海纳百川(代码片段)

今天来聊Rust中两个重要的概念：泛型和trait。很多编程语言都支持泛型，Rust也不例外，相信大家对泛型也都比较熟悉，它可以表示任意一种数据类型。trait同样不是Rust所特有的特性，它借鉴于Haskell中的Typeclass。简单来讲，Rust中... 查看详情

rust入坑指南之ownership

作者：京东零售王梦津I.前言Rust，不少程序员的白月光，这里我们简单罗列一些大牛的评价。LinusTorvalds：Linux内核的创始人，对Rust的评价是：“Rust的主要优点是代码的安全性和速度，很难在C++中实现这种安全性，而且Rust编译器... 查看详情

docker入坑指南之run(代码片段)

...了，启动便捷，镜像还原很快捷，除了上手不容易。最近入坑研究了一番，小有心得，故写一篇杂文，记录自己的踩坑经历。安装Docker的过程可以参考其他前辈的文章，不再赘述，从实战角度说，如何构建一个自用的Docker镜像。... 查看详情

3.shodan新手入坑指南(代码片段)

什么是Shodan？首先，Shodan是一个搜索引擎，但它与Google这种搜索网址的搜索引擎不同，Shodan是用来搜索网络空间中在线设备的，你可以通过Shodan搜索指定的设备，或者搜索特定类型的设备，其中Shodan上最受欢迎的搜索内容是：web... 查看详情

docker入坑指南之exec(代码片段)

容器启动之后，如果我们需要进入容器内修改配置，比如mysql修改启动配置我们启动的附加参数是不是shell，这个时候就可以用dockerexec了，docker除了对image参数以外，大部分命令，可以多docker容器ID操作的，也可以对docker容器别名... 查看详情

rust运行时指南（官方文档翻译）(代码片段)

https://blog.csdn.net/liigo/article/details/19249145Rust运行时指南（官方文档翻译）AGuidetotheRustRuntime,byAlexCrichtonandBrianAnderson翻译：庄晓立（Liigo），com.liigo@gmail.com,G+,Weibo,CSDN,Rust中文圈日期：2014年2月。 2015年5 查看详情

kotlin快速入坑指南（干货型文档）(代码片段)

<pstyle="text-align:center;color:#42A5F5;font-size:2em;font-weight:bold;">前言即使每天10点下班，其实需求很多，我也要用这腐朽的声带喊出：我要学习，我要写文章！！又是一篇Kotlin的文章，为啥...还不是因为工作需要。毫无疑问... 查看详情

rust编程指南01-书本简介(代码片段)

...习社区官网：https://college.rsQQ群：1009730433Rust编程指南(TheWayToRust)做任何事情，初心和目标很重要，过程也很重要，那么这里我们就来谈谈这些，关于书，关于Rust在国内的发展。强烈建议读者大大们不要... 查看详情

学会python真的有高收入？盯，请查收这份入坑指南(代码片段)

...限于初学阶段，真的比不上各位大神。对于那些打算入坑Python的小伙伴，想必会有疑问，Python可以为你带来高收入吗？好了，看了这些，是不是真的就认定Python可以拿高薪？这可不一定的。就好比大家... 查看详情

rust运行时指南（官方文档翻译）(代码片段)

https://blog.csdn.net/liigo/article/details/19249145Rust运行时指南（官方文档翻译）AGuidetotheRustRuntime,byAlexCrichtonandBrianAnderson翻译：庄晓立（Liigo），com.liigo@gmail.com,G+,Weibo,CSDN,Rust中文圈日期：2014年2月。 2015年5月20日译者Liigo注：此文形... 查看详情

weex入坑指南

weexcreatenewtest    然后在某个阶段卡死，  解决方案：在路径下创建新建文件夹，并命名为项目的名称。  查看详情

rust编程指南02-进入rust语言世界(代码片段)

原文链接：https://wayto.rs/about-book.html 欢迎大家加入Rust编程学院，中国最好的Rust学习社区官网：https://college.rsQQ群：1009730433进入Rust编程世界一、Rust发展历程Rust最早是Mozilla雇员GraydonHoare的一个个人项目，从2009... 查看详情

网络安全入坑指南（授课版）

...周末，我做了一场两天两夜的技术公开课，包括网络安全入坑指南、（入门导论、行业解读、学习指南）网络安全攻击与防御、渗透测试入门、WiFi无线攻防等课题，目前部分授课视频已经上传到拼客学院网校，有兴趣的小伙伴... 查看详情

树莓派zerow入坑指南(代码片段)

入坑契机说起创客不得不提到开源硬件RaspberryPi(树莓派)。它是一款基于ARM的微型电脑主板，以MicroSD卡为硬盘，提供HDMI和USB等外部接口，可连接显示器和键鼠。以上部件全部整合在一张仅比信用卡稍大的主板上，具备所有PC的基... 查看详情

ruby入坑指南(代码片段)

1.1简介Ruby语言是由松本行弘（Matz）设计，是一门通用的、面向对象的、解释型语言。1.2Ruby?RUBY?ruby？1.Ruby：用来表示编程的语言2.ruby：是指一个计算机程序，特指Ruby的解释器3.RUBY：准确来说没有这种写法，一般是简写，例如WTO.... 查看详情

rust入坑之基本概念扫盲

todo本文来自博客园，作者：快乐过了阈值，转载请注明原文链接：https://www.cnblogs.com/black-worrior-2000/p/17279819.html墨愁前路无知己，天下谁人不识君。 查看详情

入坑androidgradle插件开发(代码片段)

最近由于需要做一些功能，比如统计方法的执行时间，处理删除一方法等。网上找了一圈，虽有有很多开源工具有类似的功能了，但是不够灵活，所以想自己开发AndroidGradle插件，于是研究了下如何开发AndroidGradle插件。仅自己的... 查看详情