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16.2.1. 消息传递
有一种很流行而且能保证安全并发的技术#xff08;或者叫机制#xff09;叫做消息传递。在这种机制里#xff0c;线…喜欢的话别忘了点赞、收藏加关注哦对接下来的教程有兴趣的可以关注专栏。谢谢喵(ω)
16.2.1. 消息传递
有一种很流行而且能保证安全并发的技术或者叫机制叫做消息传递。在这种机制里线程(或Actor)通过彼此间发送消息数据来进行通讯。
Go语言有一句名言是这么说的Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating.不要用共享内存来通信要用通信来共享内存
Go语言的并发机制体现了这种思想。Rust也提供了机遇消息传递的一种并发方式具体的就是在Rust里实现就是使用Channel标准库提供。Go语言里也有Channel思路差不多。
16.2.2. 理解Channel
可以将编程中的Channle想象为定向水道例如小溪或河流。如果你把橡皮鸭之类的东西放入河中它会顺流而下到达水道的尽头。
通道有两部分发送端和接收端。发射端是将橡皮鸭放入河中的上游位置接收端是橡皮鸭最终到达下游的位置。代码的一部分使用要发送的数据调用发送端上的方法另一部分检查接收端是否有到达的消息。如果发送端或接收端其一掉线则称通道已关闭。
具体的步骤
调用发送端的方法发送数据接收端会检查和接收到达的数据如果发送端、接收端中的任意一端被丢弃了那么Channel就关闭了。
16.2.3. 创建channel
使用mpsc::channel函数来创建Channel。mpsc表示multiple producer, single consumer多个生产者、一个消费者表示可以有多个发送端但是只能有一个接收端。
调用这个函数返回一个元组(tuple详见 3.3. 数据类型复合类型)有两个元素分别是发送端和接收端。
看个例子
use std::sync::mpsc;
use std::thread;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});
}首先使用mpsc::channel函数来创建Channel返回的元组使用模式匹配进行解构分别用tx和rx表示发送端和接收端。 接下来创建了一个线程使用move关键字表示发送端tx的所有权被移至分线程内线程必须拥有通道发送端的所有权才能往通道里发消息。 使用send方法来发送消息返回类型是Result类型如果接收端被丢弃了那么返回值就是Err反之就是Ok。在这里面就简单地使用unwrap进行错误处理即可这样如果接收端被丢弃就会恐慌。 接收端有两个方法来获取消息这里使用了recv方法recieve的简写。它会一直阻塞这个线程直到有消息被传入为止。 消息被包裹在Result类型中有消息就返回Ok反之就是Err一样使用unwrap简单地处理错误即可。
输出
Got: hi发送端send方法
send方法的参数是想要发送的数据返回Result类型。如果有问题例如接收端已经被丢弃就会返回Err
接收端的方法 recv方法阻止当前线程执行直到Channel中有值传来一旦收到值就返回Result类型如果发送端关闭了就会收到Err。 try_recv方法不会阻塞当前线程执行立即返回Result类型有数据到达就是OK变体包裹着传过来的数据否则就返回错误。 通常是使用循环调用来检查try_recv的结果。一旦有消息来了就开始处理如果没来那么这时候也可以执行其他指令。
16.2.4. channel和所有权转移
所有权在消息传递中非常重要它能帮你编写安全、并发的代码。
看个例子
use std::sync::mpsc;
use std::thread;fn main() {let (tx, rx) mpsc::channel();thread::spawn(move || {let val String::from(hi);tx.send(val).unwrap();println!(val is {val});});let received rx.recv().unwrap();println!(Got: {received});
}在刚才的代码上加了println!(val is {val});这句话。把值传入send函数后想继续在线程里使用值。
输出
$ cargo runCompiling message-passing v0.1.0 (file:///projects/message-passing)
error[E0382]: borrow of moved value: val-- src/main.rs:10:26|
8 | let val String::from(hi);| --- move occurs because val has type String, which does not implement the Copy trait
9 | tx.send(val).unwrap();| --- value moved here
10 | println!(val is {val});| ^^^^^ value borrowed here after move| note: this error originates in the macro $crate::format_args_nl which comes from the expansion of the macro println (in Nightly builds, run with -Z macro-backtrace for more info)For more information about this error, try rustc --explain E0382.
error: could not compile message-passing (bin message-passing) due to 1 previous error错误在于借用了已经移动值val。它的所有权已经在传入send时移交出去了所以就会报错。
下一个例子通过发送多个值来观察接受者等待的过程
use std::sync::mpsc;
use std::thread;
use std::time::Duration;fn main() {let (tx, rx) mpsc::channel();thread::spawn(move || {let vals vec![String::from(hi),String::from(from),String::from(the),String::from(thread),];for val in vals {tx.send(val).unwrap();thread::sleep(Duration::from_secs(1));}});for received in rx {println!(Got: {received});}
}分线程以循环的方式发送Vector里的各个元素每次发送完之后会暂停1秒主线程接收端被当了一个迭代器来使用因为实现了iterator trait这样就不需要显式调用recv函数了。每收到一个值就将它打印出来。当发送端执行完毕被丢弃时Channel就关闭了循环就不会继续。程序退出。
输出
Got: hi
Got: from
Got: the
Got: thread16.2.5. 通过克隆创建多个发送者
继续在上一个代码的基础上稍作修改
use std::sync::mpsc;
use std::thread;
use std::time::Duration;fn main(){let (tx, rx) mpsc::channel();let tx1 tx.clone();thread::spawn(move || {let vals vec![String::from(hi),String::from(from),String::from(the),String::from(thread),];for val in vals {tx1.send(val).unwrap();thread::sleep(Duration::from_secs(1));}});thread::spawn(move || {let vals vec![String::from(more),String::from(messages),String::from(for),String::from(you),];for val in vals {tx.send(val).unwrap();thread::sleep(Duration::from_secs(1));}});for received in rx {println!(Got: {received});}
}
这里多了一个分线程现在有2个分线程都想要给主线程发消息所以就需要两个发送端。针对这种情况只需要对代表发送端的变量tx使用clone方法即可也就是原文的let tx1 tx.clone();这一句。
输出
Got: hi
Got: more
Got: from
Got: messages
Got: for
Got: the
Got: thread
Got: you接收端收到的数据是交替出现的。
