majiayu000 并发与异步专家
核心问题
数据如何在线程间安全传递？
这是并发的本质。Rust 的类型系统在这里发挥最大威力。
并发 vs 异步
| 维度 | 并发 (thread) | 异步 (async) |
|---|---|---|
| 内存 | 每个线程有独立栈 | 单线程复用 |
| 阻塞 | 阻塞 OS 线程 | 不阻塞，yield |
| 适用 | CPU 密集型 | I/O 密集型 |
| 复杂度 | 简单直接 | 需要运行时 |
Send/Sync 快速判断
Send - 可以在线程间转移所有权
基本类型 → 自动 Send
包含引用 → 自动 Send
Raw pointer → 非 Send
Rc → 非 Send（引用计数非原子）
Sync - 可以在线程间共享引用
&T where T: Sync → 自动 Sync
RefCell → 非 Sync（运行时检查非线程安全）
MutexGuard → 非 Sync（未实现）
常见模式
1. 共享可变状态
use std::sync::{Arc, Mutex};
let counter = Arc::new(Mutex::new(0));
let mut handles = vec![];
for _ in 0..10 {
let counter = Arc::clone(&counter);
let handle = std::thread::spawn(move || {
let mut num = counter.lock().unwrap();
*num += 1;
});
handles.push(handle);
}
for handle in handles {
handle.join().unwrap();
}
2. 消息传递
use std::sync::mpsc;
let (tx, rx) = mpsc::channel();
thread::spawn(move || {
tx.send("hello").unwrap();
});
println!("{}", rx.recv().unwrap());
3. 异步运行时
use tokio;
#[tokio::main]
async fn main() {
let handle = tokio::spawn(async {
// 异步任务
});
handle.await.unwrap();
}
常见错误与解决
| 错误 | 原因 | 解决 |
|---|---|---|
| E0277 Send not satisfied | 包含非 Send 类型 | 检查所有字段 |
| E0277 Sync not satisfied | 共享引用类型非 Sync | 用 Mutex/RwLock 包装 |
| Deadlock | 锁顺序不一致 | 统一加锁顺序 |
| MutexGuard across await | 锁持有时挂起 | 缩小锁的作用域 |
性能考量
- 锁的粒度要细（锁住必要部分，不是整个数据结构）
- 读写锁适合读多写少场景
- 原子操作比锁更轻量，但只适合简单操作
- 消息传递避免共享状态，但有复制开销