无畏并发 - 可扩展的并发:Sync 与 Send
Rust 的并发模型中一个有趣的方面是:语言本身对并发知之 甚少。我们之前讨论的几乎所有内容,都属于标准库,而不是语言本身的内容。由于不需要语言提供并发相关的基础设施,并发方案不受标准库或语言所限:我们可以编写自己的或使用别人编写的并发功能。
然而有两个并发概念是内嵌于语言中的:std::marker
中的 Sync
和 Send
trait。
Send
标记 trait 表明类型的所有权可以在线程间传递。几乎所有的 Rust 类型都是Send
的,不过有一些例外,包括 Rc<T>
:这是不能 Send
的,因为如果克隆了 Rc<T>
的值并尝试将克隆的所有权转移到另一个线程,这两个线程都可能同时更新引用计数。为此,Rc<T>
被实现为用于单线程场景,这时不需要为拥有线程安全的引用计数而付出性能代价。
任何完全由 的类型组成的类型也会自动被标记为 Send
。几乎所有基本类型都是 Send
的,除了第十九章将会讨论的裸指针(raw pointer)。
Sync
标记 trait 表明一个实现了 Sync
的类型可以安全的在多个线程中拥有其值的引用。换一种方式来说,对于任意类型 T
,如果 &T
(T
的引用)是 Send
的话 T
就是 Sync
的,这意味着其引用就可以安全的发送到另一个线程。类似于 Send
的情况,基本类型是 Sync
的,完全由 的类型组成的类型也是 Sync
的。
智能指针 Rc<T>
也不是 Sync
的,出于其不是 Send
相同的原因。RefCell<T>
(第十五章讨论过)和 Cell<T>
系列类型不是 Sync
的。RefCell<T>
在运行时所进行的借用检查也不是线程安全的。Mutex<T>
是 Sync
的,正如 “在线程间共享 Mutex<T>
” 部分所讲的它可以被用来在多线程中共享访问。
手动实现这些标记 trait 涉及到编写不安全的 Rust 代码,第十九章将会讲述具体的方法;当前重要的是,在创建新的由不是 和 Sync
的部分构成的并发类型时需要多加小心,以确保维持其安全保证。 中有更多关于这些保证以及如何维持他们的信息。
总结
这不会是本书最后一个出现并发的章节:第二十章的项目会在更现实的场景中使用这些概念,而不像本章中讨论的这些小例子。
正如之前提到的,因为 Rust 本身很少有处理并发的部分内容,有很多的并发方案都由 crate 实现。他们比标准库要发展的更快;请在网上搜索当前最新的用于多线程场景的 crate。
接下来,让我们讨论一下当 Rust 程序变得更大时,有哪些符合语言习惯的问题建模方法和结构化解决方案,以及 Rust 的风格是如何与面向对象编程(Object Oriented Programming)中那些你所熟悉的概念相联系的。