diff --git a/src/advance/concurrency-with-threads/sync1.md b/src/advance/concurrency-with-threads/sync1.md index 85b6eaa0..2abf46c5 100644 --- a/src/advance/concurrency-with-threads/sync1.md +++ b/src/advance/concurrency-with-threads/sync1.md @@ -487,6 +487,109 @@ inner counter: 3 Mutex { data: true, poisoned: false, .. } ``` +例子2,`生产者消费者`模型 + +我们有一个生产者线程(铁匠),他生产(打造)一件装备后,通知消费者线程(玩家)消费(购买) +消费者线程(玩家)消费(购买)后,通知生产者线程(铁匠)继续生产(打造),直到生产者线程退出 + +```rust +use std::{ + sync::{Arc, Condvar, Mutex}, + thread, +}; + +fn main() { + // 条件变量,它可以让一个线程进入等待(锁),直至被其他线程唤醒 + let cond = Arc::new(Condvar::new()); + let cond_clone = cond.clone(); + + // 互斥锁和条件变量组合使用时,一般用于条件判断依据 + let mutex_lock = Arc::new(Mutex::new(false)); + let mutex_lock_clone = mutex_lock.clone(); + + let mut total_count = 10; + + thread::spawn(move || loop { + // 这里利用作用域获取了锁(MutexGuard)的值后直接让它释放 + let mut lock = { *mutex_lock_clone.lock().unwrap() }; + + // 如果 lock == false 表示铁匠(生产者)还没有打造出装备,因此进入等待,等待铁匠(生产者)打造装备 + while lock == false { + // 这里进入等待前一定要释放 lock,否则你拿着锁进入等待,其他线程就无法获得锁了 + // 这就是为什么上面要用作用域释放 lock 的原因 + lock = *cond_clone.wait(mutex_lock_clone.lock().unwrap()).unwrap(); // 进入等待 + } + + // 如果 lock == true 表示铁匠(生产者)已经打造出了一件装备,因此我们就可以购买(消费)了 + println!("玩家(消费者),购买了一件装备"); + + // 这里用用作用域包起来的原因,也是为了释放 lock + // 因为如果你拿着锁去唤醒铁匠(生产者)线程,它也肯定无法获得锁 + { + // 消费完后,把 lock 的值改成 false + *mutex_lock_clone.lock().unwrap() = false; + } + + // 唤醒生产者线程(其实这里是唤醒一个等待中的线程,只不过此时只有一个线程在等待,就是我们的生产者线程) + cond_clone.notify_one(); + }); + + while total_count > 0 { + // 这里利用作用域获取了锁(MutexGuard)的值后直接让它释放 + let mut lock = { *mutex_lock.lock().unwrap() }; + + // 如果 lock == true 表示已经打造了一件装备,因此暂停生产,等待玩家(消费者)购买(消费) + while lock == true { + // 这里进入等待前一定要释放 lock,否则你拿着锁进入等待,其他线程就无法获得锁了 + // 这就是为什么上面要用作用域释放 lock 的原因 + lock = *cond.wait(mutex_lock.lock().unwrap()).unwrap(); // 进入等待 + } + + // 否则如果 lock == false 表示还没有打造装备,因此需要打造一件装备 + total_count -= 1; + println!( + "铁匠(生产者),打造了一件装备,剩余材料总数: {}", + total_count + ); + + // 这里用用作用域包起来的原因,也是为了释放 lock + // 因为如果你拿着锁去唤醒玩家(消费者)线程,它也肯定无法获得锁 + { + // 打造完后,把 lock 的值改成 true + *mutex_lock.lock().unwrap() = true; + } + + // 唤醒消费者线程(其实这里是唤醒一个等待中的线程,只不过此时只有一个线程在等待,就是我们的消费者线程) + cond.notify_one(); + } +} +``` + +运行这段代码 + +```console +铁匠(生产者),打造了一件装备,剩余材料总数: 9 +玩家(消费者),购买了一件装备 +铁匠(生产者),打造了一件装备,剩余材料总数: 8 +玩家(消费者),购买了一件装备 +铁匠(生产者),打造了一件装备,剩余材料总数: 7 +玩家(消费者),购买了一件装备 +铁匠(生产者),打造了一件装备,剩余材料总数: 6 +玩家(消费者),购买了一件装备 +铁匠(生产者),打造了一件装备,剩余材料总数: 5 +玩家(消费者),购买了一件装备 +铁匠(生产者),打造了一件装备,剩余材料总数: 4 +玩家(消费者),购买了一件装备 +铁匠(生产者),打造了一件装备,剩余材料总数: 3 +玩家(消费者),购买了一件装备 +铁匠(生产者),打造了一件装备,剩余材料总数: 2 +玩家(消费者),购买了一件装备 +铁匠(生产者),打造了一件装备,剩余材料总数: 1 +玩家(消费者),购买了一件装备 +铁匠(生产者),打造了一件装备,剩余材料总数: 0 +玩家(消费者),购买了一件装备 +``` + ## 信号量 Semaphore 在多线程中,另一个重要的概念就是信号量,使用它可以让我们精准的控制当前正在运行的任务最大数量。想象一下,当一个新游戏刚开服时(有些较火的老游戏也会,比如`wow`),往往会控制游戏内玩家的同时在线数,一旦超过某个临界值,就开始进行排队进服。而在实际使用中,也有很多时候,我们需要通过信号量来控制最大并发数,防止服务器资源被撑爆。