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Rust 多線程編程的實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2023年12月07日 11:39:32 作者：int8

在rust中,多線程編程不算困難,但是也需要留心和別的編程語言中不同的地方,本文主要介紹了Rust 多線程編程的實(shí)現(xiàn),感興趣的可以了解一下

一個(gè)進(jìn)程一定有一個(gè)主線程，主線程之外創(chuàng)建出來的線程稱為子線程
多線程編程，其實(shí)就是在主線程之外創(chuàng)建子線程，讓子線程和主線程并發(fā)運(yùn)行，完成各自的任務(wù)。
Rust語言支持多線程編程。

Rust語言標(biāo)準(zhǔn)庫中的 std::thread 模塊用于多線程編程。
std::thread 提供很很多方法用于創(chuàng)建線程、管理線程和結(jié)束線程。

一、創(chuàng)建線程

使用std::thread::spawn()方法創(chuàng)建一個(gè)線程。

pub fn spawn<F, T>(f: F) -> JoinHandle<T>

參數(shù) f 是一個(gè)閉包，是線程要執(zhí)行的代碼。

范例

use std::thread; // 導(dǎo)入線程模塊
use std::time::Duration; // 導(dǎo)入時(shí)間模塊
fn main() {
     //創(chuàng)建一個(gè)新線程
     thread::spawn(|| {
         for i in 1..10 {
             println!("hi number {} from the spawned thread!", i);
             thread::sleep(Duration::from_millis(1));
         }
     });
     // 主線程要執(zhí)行的代碼
     for i in 1..5 {
         println!("hi number {} from the main thread!", i);
         thread::sleep(Duration::from_millis(1));
     }
}
編譯運(yùn)行結(jié)果如下
hi number 1 from the main thread!
hi number 1 from the spawned thread!
hi number 2 from the main thread!
hi number 2 from the spawned thread!
hi number 3 from the main thread!
hi number 3 from the spawned thread!
hi number 4 from the spawned thread!
hi number 4 from the main thread!

咦，執(zhí)行結(jié)果好像出錯(cuò)了？是嗎？
當(dāng)主線程執(zhí)行結(jié)束，那么就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉創(chuàng)建出來的子線程。
上面的代碼，我們調(diào)用 thread::sleep() 函數(shù)強(qiáng)制線程休眠一段時(shí)間，這就允許不同的線程交替執(zhí)行。
雖然某個(gè)線程休眠時(shí)會(huì)自動(dòng)讓出cpu，但并不保證其它線程會(huì)執(zhí)行。這取決于操作系統(tǒng)如何調(diào)度線程。
這個(gè)范例的輸出結(jié)果是隨機(jī)的，主線程一旦執(zhí)行完成程序就會(huì)自動(dòng)退出，不會(huì)繼續(xù)等待子線程。這就是子線程的輸出結(jié)果不全的原因。

二、讓主線程等待子線程

默認(rèn)情況下，主線程并不會(huì)等待子線程執(zhí)行完畢。為了避免這種情況，我們可以讓主線程等待子線程執(zhí)行完畢然后再繼續(xù)執(zhí)行。

Rust標(biāo)準(zhǔn)庫提供了 join() 方法用于把子線程加入主線程等待隊(duì)列。

spawn<F, T>(f: F) -> JoinHandle<T>

范例

use std::thread;
use std::time::Duration;
fn main() {
     let handle = thread::spawn(|| {
         for i in 1..10 {
             println!("hi number {} from the spawned thread!", i);
             thread::sleep(Duration::from_millis(1));
         }
     });
     for i in 1..5 {
         println!("hi number {} from the main thread!", i);
         thread::sleep(Duration::from_millis(1));
     }
     handle.join().unwrap();
}
編譯運(yùn)行結(jié)果如下
hi number 1 from the main thread!
hi number 1 from the spawned thread!
hi number 2 from the spawned thread!
hi number 2 from the main thread!
hi number 3 from the spawned thread!
hi number 3 from the main thread!
hi number 4 from the main thread!
hi number 4 from the spawned thread!
hi number 5 from the spawned thread!
hi number 6 from the spawned thread!
hi number 7 from the spawned thread!
hi number 8 from the spawned thread!
hi number 9 from the spawned thread!

從輸出結(jié)果來看，主線程和子線程交替執(zhí)行。
主線程等待子線程執(zhí)行完畢是因?yàn)檎{(diào)用了 join() 方法。

三、move強(qiáng)制所有權(quán)遷移

這是一個(gè)經(jīng)常遇到的情況：
實(shí)例

use std::thread;
fn main() {
    let s = "hello";
   
    let handle = thread::spawn(|| {
        println!("{}", s);
    });

    handle.join().unwrap();
}

在子線程中嘗試使用當(dāng)前函數(shù)的資源，這一定是錯(cuò)誤的！因?yàn)樗袡?quán)機(jī)制禁止這種危險(xiǎn)情況的產(chǎn)生，它將破壞所有權(quán)機(jī)制銷毀資源的一定性。我們可以使用閉包的move關(guān)鍵字來處理：
實(shí)例

use std::thread;
fn main() {
    let s = "hello";
   
    let handle = thread::spawn(move || {
        println!("{}", s);
    });

    handle.join().unwrap();
}

四、消息傳遞

使用通道傳遞消息，通道有兩部分組成，一個(gè)發(fā)送者（transmitter）和一個(gè)接收者（receiver）。
std::sync::mpsc包含了消息傳遞的方法：
實(shí)例

use std::thread;
use std::sync::mpsc;
fn main() {
    let (tx, rx) = mpsc::channel();
    thread::spawn(move || {
        let val = String::from("hi");
        tx.send(val).unwrap();
    });
    let received = rx.recv().unwrap();
    println!("Got: {}", received);
}
運(yùn)行結(jié)果：
Got: hi

子線程獲得了主線程的發(fā)送者tx，并調(diào)用了它的send方法發(fā)送了一個(gè)字符串，然后主線程就通過對應(yīng)的接收者rx接收到了。

到此這篇關(guān)于Rust 多線程編程的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Rust 多線程內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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