Rust学习笔记Day15 标记trait有哪些常用trait
Rust学习笔记Day15 标记trait有哪些常用trait
昨天我们一起学习了 内存相关的3个常用trait Clone/Copy/Drop。
今天我们继续学习
标记trait
昨天的学习Copy trait也是一种标记trait。Rust还支持一些常用的标记trait Size/Send/Sync/Unpin。
Size
Size trait用于标记有具体大小的类型。在使用泛型参数时，Rust 编译器会自动为泛型参数加上 Sized 约束。比如以下这两坨代码作用是一样的。
struct Data<T> {
inner: T,
}
fn process_data<T>(data: Data<T>) {
todo!();
}
struct Data<T: Sized> {
inner: T,
}
fn process_data<T: Sized>(data: Data<T>) {
todo!();
}
但是，在一些情况下，上述代码中的T是可变类型，这时候类型大小就不一致了。Rust提供 ?Size 来解决这个问题。（我到是觉得挺形象的，它也打问号，也不知道多大size。哈哈！）
如果开发者定义了 T:?Sized，那么T就可以是任意大小了。如：
pub enum Cow<'a, B: ?Sized + 'a> where B: ToOwned,
{
// 借用的数据
Borrowed(&'a B),
// 拥有的数据
Owned(<B as ToOwned>::Owned),
}
Send / Sync
我们来看先Send和Sync的代码定义:
pub unsafe auto trait Send {}
pub unsafe auto trait Sync {}
这两个 trait 都是 unsafe auto trait。auto:是指编译器会在合适的场合，自动为数据结构添加它们的实现。unsafe: 代表实现的这个 trait 可能会违背 Rust 的内存安全准则。
如果开发者手工实现这两个 trait ，要自己为它们的安全性负责。
Send/Sync 是 Rust 并发安全的基础：
- 如果一个类型 T 实现了 Send trait，意味着 T 可以安全地从一个线程移动到另一个线程，也就是说所有权可以在线程间移动。
- 如果一个类型 T 实现了 Sync trait，则意味着 &T 可以安全地在多个线程中共享。一个类型 T 满足 Sync trait，当且仅当 &T 满足 Send trait。
Send/Sync 在线程安全中的作用：
- 如果一个类型 T: Send，那么 T 在某个线程中的独占访问是线程安全的；
- 如果一个类型 T: Sync，那么 T 在线程间的只读共享是安全的。
标准库中不支持Send/Sync的数据结构主要有：
- 裸指针 *const T / *mut T。它们是不安全的，所以既不是 Send 也不是 Sync。
- UnsafeCell 不支持 Sync。也就是说，任何使用了 Cell 或者 RefCell 的数据结构不支持 Sync。
- 引用计数 Rc 不支持 Send 也不支持 Sync。所以 Rc 无法跨线程。
如果在线程间传递 Rc，是无法编译通过的，因为 Rc 的实现不支持 Send 和 Sync。(所以rc只能在一个线程里用咯？) 我们来试一下：
use std::{
rc::Rc,
thread,
};
// Rc 既不是 Send，也不是 Sync
fn rc_is_not_send_and_sync() {
let a = Rc::new(1);
let b = a.clone();
let c = a.clone();
thread::spawn(move || {
println!("c= {:?}", c);
});
}
果然没有通过。从报错信息可以看到 说rc不能在线程间安全send。
那RefCell可以吗？我们也来试一下：
std::{
cell::RefCell,
thread,
};
fn refcell_is_send() {
let a = RefCell::new(1);
thread::spawn(move || {
println!("a= {:?}", a);
});
}
发现是可以Ok的。
支持Send/Sync的Arc可以在多线程间共享，并修改吗 ？继续尝试
use std::{
cell::RefCell,
sync::Arc,
thread,
};
// RefCell 现在有多个 Arc 持有它，虽然 Arc 是 Send/Sync，但 RefCell 不是 Sync
fn refcell_is_not_sync() {
let a = Arc::new(RefCell::new(1));
let b = a.clone();
let c = a.clone();
thread::spawn(move || {
println!("c= {:?}", c);
});
}
发现还是不行
因为 Arc 内部的数据是共享的，需要支持 Sync 的数据结构，但是 RefCell 不是 Sync，编译失败。
不过我们可以使用支持Send/Sync的Arc和Mutex一起构造一个可以在多线程间共享切可以修改的类型。
use std::{
sync::{Arc, Mutex},
thread,
};
// Arc<Mutex<T>> 可以多线程共享且修改数据
fn arc_mutext_is_send_sync() {
let a = Arc::new(Mutex::new(1));
let b = a.clone();
let c = a.clone();
let handle = thread::spawn(move || {
let mut g = c.lock().unwrap();
*g += 1;
});
{
let mut g = b.lock().unwrap();
*g += 1;
}
handle.join().unwrap();
println!("a= {:?}", a);
}
fn main() {
arc_mutext_is_send_sync();
}
明天我们继续学习类型转换及操作符相关trait
腾讯云开发者
