Rust并发编程：理解线程与并发

news2025/1/12 13:30:03

大家好！我是lincyang。

今天我们来深入探讨Rust中的并发编程，特别是线程的使用和并发的基本概念。

Rust中的线程

Rust使用线程来实现并发。线程是操作系统可以同时运行的最小指令集。在Rust中，创建线程非常简单，但与此同时，它也提供了强大的工具来管理线程间的数据共享和同步。

线程创建

在Rust中，可以使用std::thread模块来创建新线程。以下是一个简单的例子：

use std::thread;

fn main() {
    thread::spawn(|| {
        // 在新线程中执行的代码
        println!("Hello from a new thread!");
    });

    println!("Hello from the main thread!");
}

这段代码展示了如何创建一个新线程并在其中执行一个闭包。spawn函数返回一个句柄（JoinHandle），它可以用来等待线程结束。

数据共享和同步

Rust的所有权和借用规则在并发编程中尤为重要。为了安全地在多个线程之间共享数据，Rust提供了多种同步机制，如互斥锁（Mutex）和通道（channel）。

使用`Mutex`

Mutex（互斥锁）提供了一种在多个线程之间共享数据的方法。下面是一个使用Mutex的例子：

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());
}

这里使用Arc（原子引用计数）来安全地在多个线程间共享Mutex。

使用通道

Rust的std::sync::mpsc模块提供了一个通道（channel），允许在线程间发送消息。以下是一个使用通道的例子：

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

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

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

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