Rust 提供了强大的并发性和并行性支持,通过利用所有权系统、线程安全的标准库以及一些并发原语,你可以编写安全而高效的并发代码。以下是一些关于 Rust 中并发性的基本信息:

1. 线程和并发

Rust 的标准库提供了创建和管理线程的功能。你可以使用 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() {
    // 创建新线程
    let handle = thread::spawn(|| {
        // 在新线程中执行的代码
        println!("Hello from a new thread!");
    });

    // 等待新线程结束
    handle.join().unwrap();

    // 在主线程中执行的代码
    println!("Hello from the main thread!");
}

2. 消息传递

Rust 通过通道(channel)提供了一种线程之间安全地传递消息的方式。通道允许一个线程将数据发送到另一个线程。以下是一个简单的例子:
use std::sync::mpsc;
use std::thread;

fn main() {
    // 创建一个通道
    let (tx, rx) = mpsc::channel();

    // 在新线程中发送消息
    thread::spawn(move || {
        let message = "Hello from another thread!";
        tx.send(message).unwrap();
    });

    // 在主线程中接收消息
    let received = rx.recv().unwrap();
    println!("{}", received);
}

3. 共享状态

Rust 使用 std::sync 模块提供的原子类型和互斥体(Mutex)等工具来支持线程间的共享状态。互斥体确保只有一个线程能够访问共享数据,防止数据竞争。以下是一个使用互斥体的简单例子:
use std::sync::{Mutex, Arc};
use std::thread;

fn main() {
    // 创建一个互斥体
    let counter = Arc::new(Mutex::new(0));

    // 创建多个线程,每个线程递增计数器
    let mut handles = vec![];

    for _ in 0..5 {
        let counter = Arc::clone(&counter);
        let handle = thread::spawn(move || {
            let mut num = counter.lock().unwrap();
            *num += 1;
        });
        handles.push(handle);
    }

    // 等待所有线程结束
    for handle in handles {
        handle.join().unwrap();
    }

    // 打印计数器的值
    println!("Result: {}", *counter.lock().unwrap());
}

4. 使用 async 和 await 进行异步编程

Rust 还引入了异步编程的支持,通过 async 和 await 关键字,你可以编写异步代码,利用异步运行时执行异步任务。这提供了一种高效地处理大量并发任务的方式。
use tokio::time::Duration;

async fn async_task() {
    // 异步任务的实现
    tokio::time::sleep(Duration::from_secs(1)).await;
    println!("Async task completed!");
}

#[tokio::main]
async fn main() {
    // 启动异步任务
    tokio::spawn(async_task());

    // 主线程的其他工作
    println!("Main thread doing other work...");

    // 等待异步任务完成
    tokio::time::sleep(Duration::from_secs(2)).await;
}

上述例子使用了 tokio 异步运行时,你可以通过在 Cargo.toml 中添加 tokio 依赖来使用。
[dependencies]
tokio = { version = "1", features = ["full"] }

Rust 提供了强大的并发性支持,你可以根据具体需求选择使用线程、消息传递、共享状态或异步编程等不同的手段。


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