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<!DOCTYPE HTML>
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<html lang="en" class="light sidebar-visible" dir="ltr">
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<head>
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<!-- Book generated using mdBook -->
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<meta charset="UTF-8">
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<title>使用 Sync 与 Send Traits 的可扩展并发 - Rust 程序设计语言 简体中文版</title>
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<!-- Custom HTML head -->
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<meta name="description" content="">
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<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
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<meta name="theme-color" content="#ffffff">
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<link rel="icon" href="favicon.svg">
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<link rel="shortcut icon" href="favicon.png">
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<link rel="stylesheet" href="css/variables.css">
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<link rel="stylesheet" href="css/general.css">
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<link rel="stylesheet" href="css/chrome.css">
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<link rel="stylesheet" href="css/print.css" media="print">
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<!-- Fonts -->
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<link rel="stylesheet" href="FontAwesome/css/font-awesome.css">
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<link rel="stylesheet" href="fonts/fonts.css">
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<!-- Highlight.js Stylesheets -->
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<link rel="stylesheet" id="highlight-css" href="highlight.css">
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<link rel="stylesheet" id="tomorrow-night-css" href="tomorrow-night.css">
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<link rel="stylesheet" id="ayu-highlight-css" href="ayu-highlight.css">
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<!-- Custom theme stylesheets -->
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<link rel="stylesheet" href="ferris.css">
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<link rel="stylesheet" href="theme/2018-edition.css">
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<link rel="stylesheet" href="theme/semantic-notes.css">
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<link rel="stylesheet" href="theme/listing.css">
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<!-- Provide site root to javascript -->
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<script>
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var path_to_root = "";
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var default_theme = window.matchMedia("(prefers-color-scheme: dark)").matches ? "navy" : "light";
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</script>
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<!-- Start loading toc.js asap -->
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<script src="toc.js"></script>
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</head>
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<body>
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<div id="body-container">
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<!-- Work around some values being stored in localStorage wrapped in quotes -->
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<script>
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try {
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var theme = localStorage.getItem('mdbook-theme');
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var sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar');
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if (theme.startsWith('"') && theme.endsWith('"')) {
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localStorage.setItem('mdbook-theme', theme.slice(1, theme.length - 1));
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}
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if (sidebar.startsWith('"') && sidebar.endsWith('"')) {
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localStorage.setItem('mdbook-sidebar', sidebar.slice(1, sidebar.length - 1));
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}
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} catch (e) { }
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</script>
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<!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
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<script>
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var theme;
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try { theme = localStorage.getItem('mdbook-theme'); } catch(e) { }
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if (theme === null || theme === undefined) { theme = default_theme; }
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const html = document.documentElement;
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html.classList.remove('light')
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html.classList.add(theme);
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html.classList.add("js");
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</script>
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<input type="checkbox" id="sidebar-toggle-anchor" class="hidden">
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<!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
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<script>
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var sidebar = null;
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var sidebar_toggle = document.getElementById("sidebar-toggle-anchor");
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if (document.body.clientWidth >= 1080) {
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try { sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar'); } catch(e) { }
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sidebar = sidebar || 'visible';
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} else {
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sidebar = 'hidden';
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}
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sidebar_toggle.checked = sidebar === 'visible';
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html.classList.remove('sidebar-visible');
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html.classList.add("sidebar-" + sidebar);
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</script>
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<nav id="sidebar" class="sidebar" aria-label="Table of contents">
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<!-- populated by js -->
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<mdbook-sidebar-scrollbox class="sidebar-scrollbox"></mdbook-sidebar-scrollbox>
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<noscript>
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<iframe class="sidebar-iframe-outer" src="toc.html"></iframe>
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</noscript>
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<div id="sidebar-resize-handle" class="sidebar-resize-handle">
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<div class="sidebar-resize-indicator"></div>
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</div>
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</nav>
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<div id="page-wrapper" class="page-wrapper">
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<div class="page">
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<div id="menu-bar-hover-placeholder"></div>
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<div id="menu-bar" class="menu-bar sticky">
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<div class="left-buttons">
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<label id="sidebar-toggle" class="icon-button" for="sidebar-toggle-anchor" title="Toggle Table of Contents" aria-label="Toggle Table of Contents" aria-controls="sidebar">
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<i class="fa fa-bars"></i>
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</label>
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<button id="theme-toggle" class="icon-button" type="button" title="Change theme" aria-label="Change theme" aria-haspopup="true" aria-expanded="false" aria-controls="theme-list">
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<i class="fa fa-paint-brush"></i>
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</button>
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<ul id="theme-list" class="theme-popup" aria-label="Themes" role="menu">
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="light">Light</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="rust">Rust</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="coal">Coal</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="navy">Navy</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="ayu">Ayu</button></li>
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</ul>
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<button id="search-toggle" class="icon-button" type="button" title="Search. (Shortkey: s)" aria-label="Toggle Searchbar" aria-expanded="false" aria-keyshortcuts="S" aria-controls="searchbar">
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<i class="fa fa-search"></i>
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</button>
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</div>
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<h1 class="menu-title">Rust 程序设计语言 简体中文版</h1>
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<div class="right-buttons">
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<a href="print.html" title="Print this book" aria-label="Print this book">
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<i id="print-button" class="fa fa-print"></i>
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</a>
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<a href="https://github.com/KaiserY/trpl-zh-cn/tree/main" title="Git repository" aria-label="Git repository">
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<i id="git-repository-button" class="fa fa-github"></i>
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</a>
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<a href="https://github.com/KaiserY/trpl-zh-cn/edit/main/src/ch16-04-extensible-concurrency-sync-and-send.md" title="Suggest an edit" aria-label="Suggest an edit">
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<i id="git-edit-button" class="fa fa-edit"></i>
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</a>
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</div>
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</div>
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<div id="search-wrapper" class="hidden">
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<form id="searchbar-outer" class="searchbar-outer">
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<input type="search" id="searchbar" name="searchbar" placeholder="Search this book ..." aria-controls="searchresults-outer" aria-describedby="searchresults-header">
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</form>
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<div id="searchresults-outer" class="searchresults-outer hidden">
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<div id="searchresults-header" class="searchresults-header"></div>
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<ul id="searchresults">
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</ul>
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</div>
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</div>
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<!-- Apply ARIA attributes after the sidebar and the sidebar toggle button are added to the DOM -->
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<script>
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document.getElementById('sidebar-toggle').setAttribute('aria-expanded', sidebar === 'visible');
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document.getElementById('sidebar').setAttribute('aria-hidden', sidebar !== 'visible');
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Array.from(document.querySelectorAll('#sidebar a')).forEach(function(link) {
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link.setAttribute('tabIndex', sidebar === 'visible' ? 0 : -1);
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});
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</script>
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<div id="content" class="content">
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<main>
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<h2 id="使用-sync-和-send-trait-的可扩展并发"><a class="header" href="#使用-sync-和-send-trait-的可扩展并发">使用 <code>Sync</code> 和 <code>Send</code> trait 的可扩展并发</a></h2>
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<blockquote>
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<p><a href="https://github.com/rust-lang/book/blob/main/src/ch16-04-extensible-concurrency-sync-and-send.md">ch16-04-extensible-concurrency-sync-and-send.md</a>
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<br>
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commit 7c7740a5ddef1458d74f1daf85fd49e03aaa97cf</p>
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</blockquote>
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<p>Rust 的并发模型中一个有趣的方面是：语言本身对并发知之 <strong>甚少</strong>。我们之前讨论的几乎所有内容，都属于标准库，而不是语言本身的内容。由于不需要语言提供并发相关的基础设施，并发方案不受标准库或语言所限：我们可以编写自己的或使用别人编写的并发功能。</p>
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<p>然而有两个并发概念是内嵌于语言中的：<code>std::marker</code> 中的 <code>Sync</code> 和 <code>Send</code> trait。</p>
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<h3 id="通过-send-允许在线程间转移所有权"><a class="header" href="#通过-send-允许在线程间转移所有权">通过 <code>Send</code> 允许在线程间转移所有权</a></h3>
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<p><code>Send</code> 标记 trait 表明实现了 <code>Send</code> 的类型值的所有权可以在线程间传送。几乎所有的 Rust 类型都是<code>Send</code> 的，不过有一些例外，包括 <code>Rc<T></code>：这是不能 <code>Send</code> 的，因为如果克隆了 <code>Rc<T></code> 的值并尝试将克隆的所有权转移到另一个线程，这两个线程都可能同时更新引用计数。为此，<code>Rc<T></code> 被实现为用于单线程场景，这时不需要为拥有线程安全的引用计数而付出性能代价。</p>
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<p>因此，Rust 类型系统和 trait bound 确保永远也不会意外的将不安全的 <code>Rc<T></code> 在线程间发送。当尝试在示例 16-14 中这么做的时候，会得到错误 <code>the trait Send is not implemented for Rc<Mutex<i32>></code>。而使用标记为 <code>Send</code> 的 <code>Arc<T></code> 时，就没有问题了。</p>
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<p>任何完全由 <code>Send</code> 的类型组成的类型也会自动被标记为 <code>Send</code>。几乎所有基本类型都是 <code>Send</code> 的，除了第二十章将会讨论的裸指针（raw pointer）。</p>
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<h3 id="sync-允许多线程访问"><a class="header" href="#sync-允许多线程访问"><code>Sync</code> 允许多线程访问</a></h3>
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<p><code>Sync</code> 标记 trait 表明一个实现了 <code>Sync</code> 的类型可以安全的在多个线程中拥有其值的引用。换一种方式来说，对于任意类型 <code>T</code>，如果 <code>&T</code>（<code>T</code> 的不可变引用）是 <code>Send</code> 的话 <code>T</code> 就是 <code>Sync</code> 的，这意味着其引用就可以安全的发送到另一个线程。类似于 <code>Send</code> 的情况，基本类型是 <code>Sync</code> 的，完全由 <code>Sync</code> 的类型组成的类型也是 <code>Sync</code> 的。</p>
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<p>智能指针 <code>Rc<T></code> 也不是 <code>Sync</code> 的，出于其不是 <code>Send</code> 相同的原因。<code>RefCell<T></code>（第十五章讨论过）和 <code>Cell<T></code> 系列类型不是 <code>Sync</code> 的。<code>RefCell<T></code> 在运行时所进行的借用检查也不是线程安全的。<code>Mutex<T></code> 是 <code>Sync</code> 的，正如 <a href="ch16-03-shared-state.html#%E5%9C%A8%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E9%97%B4%E5%85%B1%E4%BA%AB-mutext">“在线程间共享 <code>Mutex<T></code>”</a> 部分所讲的它可以被用来在多线程中共享访问。</p>
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<h3 id="手动实现-send-和-sync-是不安全的"><a class="header" href="#手动实现-send-和-sync-是不安全的">手动实现 <code>Send</code> 和 <code>Sync</code> 是不安全的</a></h3>
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<p>通常并不需要手动实现 <code>Send</code> 和 <code>Sync</code> trait，因为由 <code>Send</code> 和 <code>Sync</code> 的类型组成的类型，自动就是 <code>Send</code> 和 <code>Sync</code> 的。因为它们是标记 trait，甚至都不需要实现任何方法。它们只是用来加强并发相关的不可变性的。</p>
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<p>手动实现这些标记 trait 涉及到编写不安全的 Rust 代码，第十九章将会讲述具体的方法；当前重要的是，在创建新的由不是 <code>Send</code> 和 <code>Sync</code> 的部分构成的并发类型时需要多加小心，以确保维持其安全保证。<a href="https://doc.rust-lang.org/nomicon/index.html">“The Rustonomicon”</a> 中有更多关于这些保证以及如何维持它们的信息。</p>
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<h2 id="总结"><a class="header" href="#总结">总结</a></h2>
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<p>这不会是本书最后一个出现并发的章节：第二十一章的项目会在更现实的场景中使用这些概念，而不像本章中讨论的这些小例子。</p>
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<p>正如之前提到的，因为 Rust 本身很少有处理并发的部分内容，有很多的并发方案都由 crate 实现。它们比标准库要发展的更快；请在网上搜索当前最新的用于多线程场景的 crate。</p>
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<p>Rust 提供了用于消息传递的信道，和像 <code>Mutex<T></code> 和 <code>Arc<T></code> 这样可以安全的用于并发上下文的智能指针。类型系统和借用检查器会确保这些场景中的代码，不会出现数据竞争和无效的引用。一旦代码可以编译了，我们就可以坚信这些代码可以正确的运行于多线程环境，而不会出现其他语言中经常出现的那些难以追踪的 bug。并发编程不再是什么可怕的概念：无所畏惧地并发吧！</p>
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<p>接下来，让我们讨论一下当 Rust 程序变得更大时，有哪些符合语言习惯的问题建模方法和结构化解决方案，以及 Rust 的风格是如何与面向对象编程（Object Oriented Programming）中那些你所熟悉的概念相联系的。</p>
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</main>
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<nav class="nav-wrapper" aria-label="Page navigation">
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<!-- Mobile navigation buttons -->
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<a rel="prev" href="ch16-03-shared-state.html" class="mobile-nav-chapters previous" title="Previous chapter" aria-label="Previous chapter" aria-keyshortcuts="Left">
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<i class="fa fa-angle-left"></i>
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</a>
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<a rel="next prefetch" href="ch17-00-async-await.html" class="mobile-nav-chapters next" title="Next chapter" aria-label="Next chapter" aria-keyshortcuts="Right">
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<i class="fa fa-angle-right"></i>
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</a>
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<div style="clear: both"></div>
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</nav>
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</div>
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</div>
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<nav class="nav-wide-wrapper" aria-label="Page navigation">
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<a rel="prev" href="ch16-03-shared-state.html" class="nav-chapters previous" title="Previous chapter" aria-label="Previous chapter" aria-keyshortcuts="Left">
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<i class="fa fa-angle-left"></i>
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</a>
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<a rel="next prefetch" href="ch17-00-async-await.html" class="nav-chapters next" title="Next chapter" aria-label="Next chapter" aria-keyshortcuts="Right">
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<i class="fa fa-angle-right"></i>
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</a>
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</nav>
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</div>
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<script>
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window.playground_copyable = true;
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</script>
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<script src="elasticlunr.min.js"></script>
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<script src="searcher.js"></script>
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<script src="highlight.js"></script>
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<!-- Custom JS scripts -->
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<script src="ferris.js"></script>
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</body>
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</html>
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