Rust中的Send和Sync

关于Sync和Send的含义

  • sync 想要一个类型的同一个变量可以在不同线程同时拥有它的不可变引用,则必须实现Sync
  • send 想要一个类型可以在线程之间移动,则必须实现Send

为什么要有Send和Sync

理论上,不同线程拥有同一个变量的不可变引用(共享读)是安全的,讲一个对象move给另一个线程也是安全的(只有一个线程拥有它)。
问题出在内部可变性上,下面通过RefCell和Sync来说明

Sync

内部可变性如RefCell,在内部维护一个不可变借用的引用计数.
这意味着&RefCell在进行如borrow(&self)操作时,会对RefCell中计数变量执行+=1操作,在borrow_mut(&self)时会检查引用计数,如果计数!=0就panic,可见,即使所有线程都只有不可变引用&RefCell的情况下,也会对它的同一个计数变量这一临界资源进行读写,这是不安全的。

Send

对于Rc,多个Rc会共享一个引用计数且没有加锁,在进行clone(&self)时会操作引用计数,所以既不能让多个线程拥有&Rc(非Sync),也不能让指向同一个对象的Rc被多个线程所有,由于指向同一个对象的Rc只可能是通过clone产生的,所以只要防止Rc在线程之间传递,就可以保证指向同一个对象的Rc永远只在同一个线程中。
回头看RefCell,只要它内部的T是Send的,一个RefCell只对应一个T类型,不存在多个RefCell共享引用计数,所以RefCell是Send的。


注意:

  • 1.为类型unsafe impl Send 或 Sync,在语法上不需要条件,但是用户需要为实现它是否安全负责。
  • 2.Sync只要求不可变引用可以在不同线程中,不对可变引用要求,因为只要对一个变量的可变引用存在,就不能有其他任何引用,这是rust保证的(其实也是没有硬性要求,不排除自己实现一种指针,不进行任何检查可以随意获取&mut T,但强烈不建议这样做)。

总结

表明:Rust想要通过所有权控制资源访问,但表达能力不足,所以标准库需要使用unsafe实现的东西来打破所有权的规则,而没有加锁的Rc和RefCell等在单线程下没问题,多线程有问题,为他们加锁是一种方法,但是对于单线程来说又是一种不必要的开销,所以又引入了Send和Sync用来标明那些可以单线程中用哪些可以多线程中用.

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