几种智能指针 - Mutex, RwLock
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2023-12-01
Mutex
Mutex
意为互斥对象,用来保护共享数据。Mutex 有下面几个特征:
Mutex
会等待获取锁令牌(token),在等待过程中,会阻塞线程。直到锁令牌得到。同时只有一个线程的Mutex
对象获取到锁;Mutex
通过.lock()
或.try_lock()
来尝试得到锁令牌,被保护的对象,必须通过这两个方法返回的RAII
守卫来调用,不能直接操作;- 当
RAII
守卫作用域结束后,锁会自动解开; - 在多线程中,
Mutex
一般和Arc
配合使用。
示例:
use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::thread;
use std::sync::mpsc::channel;
const N: usize = 10;
// Spawn a few threads to increment a shared variable (non-atomically), and
// let the main thread know once all increments are done.
//
// Here we're using an Arc to share memory among threads, and the data inside
// the Arc is protected with a mutex.
let data = Arc::new(Mutex::new(0));
let (tx, rx) = channel();
for _ in 0..10 {
let (data, tx) = (data.clone(), tx.clone());
thread::spawn(move || {
// The shared state can only be accessed once the lock is held.
// Our non-atomic increment is safe because we're the only thread
// which can access the shared state when the lock is held.
//
// We unwrap() the return value to assert that we are not expecting
// threads to ever fail while holding the lock.
let mut data = data.lock().unwrap();
*data += 1;
if *data == N {
tx.send(()).unwrap();
}
// the lock is unlocked here when `data` goes out of scope.
});
}
rx.recv().unwrap();
lock
与 try_lock
的区别
.lock()
方法,会等待锁令牌,等待的时候,会阻塞当前线程。而 .try_lock()
方法,只是做一次尝试操作,不会阻塞当前线程。
当 .try_lock()
没有获取到锁令牌时,会返回 Err
。因此,如果要使用 .try_lock()
,需要对返回值做仔细处理(比如,在一个循环检查中)。
点评:Rust 的 Mutex 设计成一个对象,不同于 C 语言中的自旋锁用两条分开的语句的实现,更安全,更美观,也更好管理。
RwLock
RwLock
翻译成 读写锁
。它的特点是:
- 同时允许多个读,最多只能有一个写;
- 读和写不能同时存在;
比如:
use std::sync::RwLock;
let lock = RwLock::new(5);
// many reader locks can be held at once
{
let r1 = lock.read().unwrap();
let r2 = lock.read().unwrap();
assert_eq!(*r1, 5);
assert_eq!(*r2, 5);
} // read locks are dropped at this point
// only one write lock may be held, however
{
let mut w = lock.write().unwrap();
*w += 1;
assert_eq!(*w, 6);
} // write lock is dropped here
读写锁的方法
.read()
.try_read()
.write()
.try_write()
注意需要对 .try_read()
和 .try_write()
的返回值进行判断。