无畏并发
安全高效地处理并发编程是 Rust 的另一个主要目标。并发编程,程序的不同部分独立执行,以及并行编程,程序的不同部分同时执行,正变得越来越重要,因为越来越多的计算机利用其多个处理器。从历史上看,在这些情况下进行编程一直很困难且容易出错:Rust 希望改变这一点。
最初,Rust 团队认为确保内存安全和防止并发问题是两个独立的挑战,需要用不同的方法来解决。随着时间的推移,团队发现所有权和类型系统是一套强大的工具,可以帮助管理内存安全和并发问题!通过利用所有权和类型检查,许多并发错误在 Rust 中是编译时错误,而不是运行时错误。因此,与其让你花费大量时间试图重现运行时并发错误发生的具体情况,不正确的代码将拒绝编译并显示一个解释问题的错误。因此,你可以在编写代码时修复代码,而不是在代码可能已经发布到生产环境之后。我们将 Rust 的这一方面称为无畏 并发。无畏并发允许你编写没有细微错误的代码,并且易于重构而不会引入新的错误。
注意:为了简单起见,我们将许多问题称为并发,而不是更精确地说并发和/或并行。如果这本书是关于并发和/或并行的,我们会更具体。对于本章,请在精神上将我们使用并发的地方替换为并发和/或并行。
许多语言对它们提供的处理并发问题的解决方案都非常教条。例如,Erlang 具有优雅的消息传递并发功能,但只有模糊的方式来在线程之间共享状态。仅支持可能的解决方案的子集对于更高级别的语言来说是一个合理的策略,因为更高级别的语言承诺通过放弃一些控制来获得抽象的好处。但是,较低级别的语言应该在任何给定情况下提供性能最佳的解决方案,并且对硬件的抽象更少。因此,Rust 提供了各种工具,可以以适合你的情况和需求的方式对问题进行建模。
以下是我们将在本章中涵盖的主题
- 如何创建线程以同时运行多段代码
- 消息传递并发,其中通道在线程之间发送消息
- 共享状态并发,其中多个线程可以访问某些数据
Sync
和Send
trait,它们将 Rust 的并发保证扩展到用户定义类型以及标准库提供的类型