30.并发.rs

以你之姓@ 2022-11-06 11:56 196阅读 0赞

/*
    安全高效的处理并发是 Rust 诞生的目的之一，主要解决的是服务器高负载承受能力。
    并发（concurrent）的概念是只程序不同的部分独立执行，这与并行（parallel）的概念容易混淆，并行强调的是"同时执行"。
    Rust 中通过 std::thread::spawn 函数创建新线程.
    */
    
    use std::sync::mpsc;
    use std::thread;
    use std::time::Duration;
    
    fn spawn_function() {
         for i in 0..5 {
              println!("spawned thread print {}", i);
              thread::sleep(Duration::from_millis(1));
         }
    }
    
    fn test_1() {
         //std::thread::spawn 函数的参数是一个无参函数
         thread::spawn(spawn_function); //随着主线程的结束，spawn 线程也随之结束了，并没有完成所有打印。
         for i in 0..3 {
              println!("main thread print {}", i);
              thread::sleep(Duration::from_millis(1));
         }
    }
    
    /*
    可以使用闭包（closures）来传递函数作为参数
    闭包是可以保存进变量或作为参数传递给其他函数的匿名函数。闭包相当于 C++ 中的 Lambda 表达式，格式如下：
    
    |参数1, 参数2, ...| -> 返回值类型 {
        // 函数体
    }
    */
    fn test_2() {
         thread::spawn(|| {
              for i in 0..5 {
                   println!("spawned thread print {}", i);
                   thread::sleep(Duration::from_millis(1));
              }
         });
    
         for i in 0..3 {
              println!("main thread print {}", i);
              thread::sleep(Duration::from_millis(1));
         }
    }
    
    //闭包练习使用
    fn test_3() {
         let inc = |num: i32| -> i32 { num + 1 };
         println!("inc(5) = {}", inc(5));
    
         //闭包可以省略类型声明使用 Rust 自动类型判断机制：
         let inc = |num| num + 1;
         println!("inc(5) = {}", inc(5));
    }
    
    //join 方法.
    fn test_4() {
         let handle = thread::spawn(|| {
              for i in 0..5 {
                   println!("spawned thread print {}", i);
                   thread::sleep(Duration::from_millis(1));
              }
         });
    
         for i in 0..3 {
              println!("main thread print {}", i);
              thread::sleep(Duration::from_millis(1));
         }
    
         //join 方法可以使子线程运行结束后再停止运行程序。
         handle.join().unwrap();
    }
    
    //move 强制所有权迁移
    fn test_5() {
         let s = "hello".to_string();
         // 在子线程中尝试使用当前函数的资源，这一定是错误的！因为所有权机制禁止这种危险情况的产生，它将破坏所有权机制销毁资源的一定性。
         // let handle = thread::spawn(|| {
         //      println!("{}", s);
         // });
    
         // 我们可以使用闭包的 move 关键字来处理：
         let handle = thread::spawn(move || {
              //s.push_str("122222");
              println!("{}", s);
         });
         //转移之后外面仍然可以用,s是String就不可用了
         //println!("{}", s);
    
         handle.join().unwrap();
    }
    
    //Rust 中一个实现消息传递并发的主要工具是通道（channel），通道有两部分组成，发送者（transmitter）和接收者（receiver）。
    //std::sync::mpsc 包含了消息传递的方法：
    fn test_6() {
         let (tx, rx) = mpsc::channel();
         let handle = thread::spawn(move || {
              thread::sleep(Duration::from_millis(1000));
              let hello = String::from("hello");
              let world = String::from("world");
              tx.send(hello).unwrap();
              tx.send(world).unwrap();
         });
    
         //handle.join().unwrap();
    
         //这个就收是阻塞式调用，直到有数据才会解锁
         //let received = rx.recv();
         //println!("only recv, no unwrap");
         
         let received = rx.recv().unwrap();
         println!("Got: {}", received);
         //如果发送是多次发送，那么接受也必须是多次接收
         let received = rx.recv().unwrap();
         println!("Got: {}", received);
         //如果对面没有内容了，还进行接收那就返回空
         let received = rx.recv();
         match received {
              Ok(str) => println!("Got: {}", str),
              Err(e) => println!("got nothing")
         }
         //println!("Got: {}", received);
    }
    
    
    /*
    https://rustcc.gitbooks.io/rustprimer/content/rcarc/mutex.html
    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。
    
    */
    use std::{sync::RwLock, thread};
    use std::{
        sync::{mpsc::channel, Arc, Mutex},
        time::Duration,
    };
    const N: usize = 20;
    
    fn test_7() {
        println!("-----------------------test7-----------------------");
        let mutex = Arc::new(Mutex::new(0));
        for _ in 0..3 {
            let mutex2 = mutex.clone();
            thread::spawn(move || loop {
                let mut data = mutex2.lock().unwrap();
                *data += 1;
    
                if *data > N {
                    break;
                }
    
                let tid = thread::current().id();
                println!("{:?}--{}", tid, data);
            });
        }
        thread::sleep(Duration::from_secs(1));
    }
    
    fn test_8() {
        println!("-----------------------test8-----------------------");
        let mutex = Arc::new(Mutex::new(0));
        let (tx, rx) = channel();
        for _ in 0..3 {
            let (mutex2, tx) = (mutex.clone(), tx.clone());
            thread::spawn(move || loop {
                let mut data = mutex2.lock().unwrap();
                *data += 1;
                let tid = thread::current().id();
                tx.send((tid, *data)).unwrap();
                if *data >= N {
                    break;
                }
            });
        }
        for _ in 0..N {
            let (tid, data) = rx.recv().unwrap();
            println!("{:?}--{}", tid, data);
        }
    }
    
    //RwLock 读写锁
    //同时允许多个读，最多只能有一个写；读和写不能同时存在；
    fn test_9() {
        println!("-----------------------test9-----------------------");
        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);
        }
    
        // only one write lock may be held, however
        {
            let mut w = lock.write().unwrap();
            *w += 1;
            assert_eq!(*w, 6);
        }
    }
    
    
    
    fn main() {
         test_1();
         test_2();
         test_3();
         test_4();
         test_5();
         test_6();
         test_7();
         test_8();
         test_9();
    }