Rust 并发编程实战课
晁岳攀(鸟窝)
前微博技术专家,知名微服务框架 rpcx 作者
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Rust 并发编程实战课
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04|匠心独运,生生不息:如何创建和管理线程?

你好,我是鸟窝。
这节课我们来了解一下线程的基本概念、线程与进程的区别、线程的生命周期,以及 Rust 中的线程模型。这些基础知识将为接下来的实践与高级操作打下坚实的基础。

线程与进程

进程是一个运行中的程序的实例。每个进程都有自己独立的内存空间和资源,操作系统为进程分配所需的资源,如内存、文件描述符和 CPU 时间片。由于进程间的内存隔离,一个进程通常无法直接访问另一个进程的内存,这使得进程间通信(IPC)相对复杂。
线程则是进程中的更小的执行单元。大部分情况下,它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位,所以说程序实际运行的时候是以线程为单位的,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。线程之间的通信比进程间的通信更高效,因为它们可以直接共享数据。但正因为这种数据共享,也带来了数据竞争同步问题
线程是独立调度和分派的基本单位,并且同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源,如虚拟地址空间、文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈(call stack)、自己的寄存器上下文(register context)、自己的线程本地存储(thread-local storage)。
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1. Rust 中的线程模型具有安全的并发性、自动化的资源管理、轻量级线程创建和线程的所有权传递等特点,通过所有权系统和内存安全机制,Rust 提供了强大的线程操作功能,同时减少了并发编程中的常见错误。 2. Rust 中的线程管理得到了语言级别的支持,通过所有权系统和内存安全机制,Rust 不仅提供了强大的线程操作功能,还大大减少了并发编程中的常见错误。 3. 使用 `JoinHandle` 处理子线程的恐慌(Panic)可以避免主线程崩溃,通过捕获子线程的panic并进行处理,主线程可以继续执行。 4. `thread::Builder` 提供了定制化线程的功能,可以设置线程的名称和栈大小,以及创建并启动一个新线程。 5. `thread::Builder` 的 `name` 方法允许在创建线程时指定线程的名称,这对调试多线程程序非常有用。 6. `thread::Builder` 的 `stack_size` 方法可以设置线程的栈大小,避免栈溢出错误。 7. `thread::Builder` 提供了三个方法创建线程:`spawn` 方法、`spawn_unchecked` 方法和 `spawn_scoped` 方法。 8. `spawn` 方法是最常用的方法,用于创建并启动一个新线程,返回一个 `JoinHandle`,可以使用 `JoinHandle` 来等待线程结束。 9. Rust通过其所有权系统保证线程安全,编译时检查大部分数据竞争问题。Rust中的线程是操作系统原生线程,具有轻量级创建和高效并发性能。 10. Rust提供 `thread::Builder` 来定制线程,例如设置线程名称和栈大小。使用 `name` 方法设置线程名称,`stack_size` 方法设置线程栈大小。

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