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<title>可扩展的并发：`Sync`和`Send` - Rust 程序设计语言 简体中文版</title>
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<meta name="description" content="Rust 程序设计语言 简体中文版">
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<!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
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var sidebar = localStorage.getItem('sidebar');
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if (sidebar === "hidden") { $("html").addClass("sidebar-hidden") }
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else if (sidebar === "visible") { $("html").addClass("sidebar-visible") }
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<div id="sidebar" class="sidebar">
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<ul class="chapter"><li><a href="ch01-00-introduction.html"><strong>1.</strong> 介绍</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch01-01-installation.html"><strong>1.1.</strong> 安装</a></li><li><a href="ch01-02-hello-world.html"><strong>1.2.</strong> Hello, World!</a></li></ul></li><li><a href="ch02-00-guessing-game-tutorial.html"><strong>2.</strong> 猜猜看教程</a></li><li><a href="ch03-00-common-programming-concepts.html"><strong>3.</strong> 通用编程概念</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch03-01-variables-and-mutability.html"><strong>3.1.</strong> 变量和可变性</a></li><li><a href="ch03-02-data-types.html"><strong>3.2.</strong> 数据类型</a></li><li><a href="ch03-03-how-functions-work.html"><strong>3.3.</strong> 函数如何工作</a></li><li><a href="ch03-04-comments.html"><strong>3.4.</strong> 注释</a></li><li><a href="ch03-05-control-flow.html"><strong>3.5.</strong> 控制流</a></li></ul></li><li><a href="ch04-00-understanding-ownership.html"><strong>4.</strong> 认识所有权</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch04-01-what-is-ownership.html"><strong>4.1.</strong> 什么是所有权</a></li><li><a href="ch04-02-references-and-borrowing.html"><strong>4.2.</strong> 引用 & 借用</a></li><li><a href="ch04-03-slices.html"><strong>4.3.</strong> Slices</a></li></ul></li><li><a href="ch05-00-structs.html"><strong>5.</strong> 结构体</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch05-01-method-syntax.html"><strong>5.1.</strong> 方法语法</a></li></ul></li><li><a href="ch06-00-enums.html"><strong>6.</strong> 枚举和模式匹配</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch06-01-defining-an-enum.html"><strong>6.1.</strong> 定义枚举</a></li><li><a href="ch06-02-match.html"><strong>6.2.</strong> <code>match</code>控制流运算符</a></li><li><a href="ch06-03-if-let.html"><strong>6.3.</strong> <code>if let</code>简单控制流</a></li></ul></li><li><a href="ch07-00-modules.html"><strong>7.</strong> 模块</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch07-01-mod-and-the-filesystem.html"><strong>7.1.</strong> <code>mod</code>和文件系统</a></li><li><a href="ch07-02-controlling-visibility-with-pub.html"><strong>7.2.</strong> 使用<code>pub</code>控制可见性</a></li><li><a href="ch07-03-importing-names-with-use.html"><strong>7.3.</strong> 使用<code>use</code>导入命名</a></li></ul></li><li><a href="ch08-00-common-collections.html"><strong>8.</strong> 通用集合类型</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch08-01-vectors.html"><strong>8.1.</strong> vector</a></li><li><a href="ch08-02-strings.html"><strong>8.2.</strong> 字符串</a></li><li><a href="ch08-03-hash-maps.html"><strong>8.3.</strong> 哈希 map</a></li></ul></li><li><a href="ch09-00-error-handling.html"><strong>9.</strong> 错误处理</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch09-01-unrecoverable-errors-with-panic.html"><strong>9.1.</strong> <code>panic!</code>与不可恢复的错误</a></li><li><a href="ch09-02-recoverable-errors-with-result.html"><strong>9.2.</strong> <code>Result</code>与可恢复的错误</a></li><li><a href="ch09-03-to-panic-or-not-to-panic.html"><strong>9.3.</strong> <code>panic!</code>还是不<code>panic!</code></a></li></ul></li><li><a href="ch10-00-generics.html"><strong>10.</strong> 泛型、trait 和生命周期</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch10-01-syntax.html"><strong>10.1.</strong> 泛型数据类型</a></li><li><a href="ch10-02-traits.html"><strong>10.2.</strong> trait：定义共享的行为</a></li><li><a href="ch10-03-lifetime-syntax.html"><strong>10.3.</strong> 生命周期与引用有效性</a></li></ul></li><li><a href="ch11-00-testing.html"><strong>11.</strong> 测试</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch11-01-writing-tests.html"><strong>11.1.</strong> 编写测试</a></li><li><a href="ch11-02-running-tests.html"><strong>11.2.</strong> 运行测试</a></li><li><a href="ch11-03-test-organization.html"><strong>11.3.</strong> 测试的组织结构</a></li></ul></li><li><a href="ch12-00-an-io-project.html"><strong>12.</strong> 一个 I/O 项目</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch12-01-accepting-command-line-arguments.html"><strong>12.1.</strong> 接受命令行参数</a></li><li><a href="ch12-02-reading-a-file.html"><strong>12.2.</strong> 读取文件</a></li><li><a href="ch12-03-improving-error-handling-and-modularity.html"><strong>12.3.</strong> 增强错误处理和模块化</a></li><li><a href="ch12-04-testing-the-librarys-functionality.html"><strong>12.4.</strong> 测试库的功能</a></li><li><a href="ch12-05-working-with-environment-variables.html"><strong>12.5.</strong> 处理环境变量</a></li><li><a href="ch12-06-writing-to-stderr-instead-of-stdout.html"><strong>12.6.</strong> 输出到<code>stderr</code>而不是<code>stdout</code></a></li></ul></li><li><a href="ch13-00-functional-features.html"><strong>13.</strong> Rust 中的函数式语言功能</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch13-01-closures.html"><strong>13.1.</strong> 闭包</a></li><li><a href="ch13-02-iterators.html"><strong>13.2.</strong> 迭代器</a></li><li><a href="ch13-03-improving-our-io-project.html"><strong>13.3.</strong> 改进 I/O 项目</a></li><li><a href="ch13-04-performance.html"><strong>13.4.</strong> 性能</a></li></ul></li><li><a href="ch14-00-more-about-cargo.html"><strong>14.</strong> 更多关于 Cargo 和 Crates.io</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch14-01-release-profiles.html"><strong>14.1.</strong> 发布配置</a></li><li><a href="ch14-02-publishing-to-crates-io.html"><strong>14.2.</strong> 将 crate 发布到 Crates.io</a></li><li><a href="ch14-03-cargo-workspaces.html"><strong>14.3.</strong> Cargo 工作空间</a></li><li><a href="ch14-04-installing-binaries.html"><strong>14.4.</strong> 使用<code>cargo install</code>从 Crates.io 安装文件</a></li><li><a href="ch14-05-extending-cargo.html"><strong>14.5.</strong> Cargo 自定义扩展命令</a></li></ul></li><li><a href="ch15-00-smart-pointers.html"><strong>15.</strong> 智能指针</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch15-01-box.html"><strong>15.1.</strong> <code>Box<T></code>用于已知大小的堆上数据</a></li><li><a href="ch15-02-deref.html"><strong>15.2.</strong> <code>Deref</code> Trait 允许通过引用访问数据</a></li><li><a href="ch15-03-drop.html"><strong>15.3.</strong> <code>Drop</code> Trait 运行清理代码</a></li><li><a href="ch15-04-rc.html"><strong>15.4.</strong> <code>Rc<T></code> 引用计数智能指针</a></li><li><a href="ch15-05-interior-mutability.html"><strong>15.5.</strong> <code>RefCell<T></code>和内部可变性模式</a></li><li><a href="ch15-06-reference-cycles.html"><strong>15.6.</strong> 引用循环和内存泄漏是安全的</a></li></ul></li><li><a href="ch16-00-concurrency.html"><strong>16.</strong> 无畏并发</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch16-01-threads.html"><strong>16.1.</strong> 线程</a></li><li><a href="ch16-02-message-passing.html"><strong>16.2.</strong> 消息传递</a></li><li><a href="ch16-03-shared-state.html"><strong>16.3.</strong> 共享状态</a></li><li><a href="ch16-04-extensible-concurrency-sync-and-send.html" class="active"><strong>16.4.</strong> 可扩展的并发：<code>Sync</code>和<code>Send</code></a></li></ul></li><li><a href="ch17-00-oop.html"><strong>17.</strong> 面向对象</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch17-01-what-is-oo.html"><strong>17.1.</strong> 什么是面向对象？</a></li><li><a href="ch17-02-trait-objects.html"><strong>17.2.</strong> 为使用不同类型的值而设计的 trait 对象</a></li><li><a href="ch17-03-oo-design-patterns.html"><strong>17.3.</strong> 面向对象设计模式的实现</a></li></ul></li><li><a href="ch18-00-patterns.html"><strong>18.</strong> 模式用来匹配值的结构</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch18-01-all-the-places-for-patterns.html"><strong>18.1.</strong> 所有可能会用到模式的位置</a></li><li><a href="ch18-02-refutability.html"><strong>18.2.</strong> refutable：何时模式可能会匹配失败</a></li><li><a href="ch18-03-pattern-syntax.html"><strong>18.3.</strong> 模式的全部语法</a></li></ul></li></ul>
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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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<a class="header" href="#使用sync和send-trait-的可扩展并发" name="使用sync和send-trait-的可扩展并发"><h2>使用<code>Sync</code>和<code>Send</code> trait 的可扩展并发</h2></a>
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<p><a href="https://github.com/rust-lang/book/blob/master/second-edition/src/ch16-04-extensible-concurrency-sync-and-send.md">ch16-04-extensible-concurrency-sync-and-send.md</a>
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commit 9430a3d28a2121a938d704ce48b15d21062f880e</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。</p>
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<p>我们说“<strong>几乎</strong>所有内容都不属于语言本身”，那么属于语言本身的是什么呢？是两个 trait，都位于<code>std::marker</code>： <code>Sync</code>和<code>Send</code>。</p>
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<a class="header" href="#send用于表明所有权可能被传送给其他线程" name="send用于表明所有权可能被传送给其他线程"><h3><code>Send</code>用于表明所有权可能被传送给其他线程</h3></a>
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<p><code>Send</code>标记 trait 表明类型的所有权可能被在线程间传递。几乎所有的 Rust 类型都是<code>Send</code>的，不过有一些例外。比如标准库中提供的 <code>Rc<T></code>：如果克隆<code>Rc<T></code>值，并尝试将克隆的所有权传递给另一个线程，这两个线程可能会同时更新引用计数。正如上一部分提到的，<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>因为 <code>Rc<T></code> 没有标记为 <code>Send</code>，Rust 的类型系统和 trait bound 会确保我们不会错误的把一个 <code>Rc<T></code> 值不安全的在线程间传递。列表 16-14 曾尝试这么做，不过得到了一个错误，<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，大部分标准库类型是<code>Send</code>的，除了<code>Rc<T></code>，以及第十九章将会讨论的裸指针（raw pointer）。</p>
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<a class="header" href="#sync-表明多线程访问是安全的" name="sync-表明多线程访问是安全的"><h3><code>Sync</code> 表明多线程访问是安全的</h3></a>
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<p><code>Sync</code> 标记 trait 表明一个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>的引用）是<code>Send</code>的话<code>T</code>就是<code>Sync</code>的，这样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><code>Rc<T></code> 也不是 <code>Sync</code> 的，出于其不是<code>Send</code>的相同的原因。<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，正如上一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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<a class="header" href="#手动实现send和sync是不安全的" name="手动实现send和sync是不安全的"><h3>手动实现<code>Send</code>和<code>Sync</code>是不安全的</h3></a>
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<p>通常并不需要实现<code>Send</code>和<code>Sync</code> trait，由属于<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。因为他们是标记 trait，甚至都不需要实现任何方法。他们只是用来加强并发相关的不可变性的。</p>
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<p>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/stable/nomicon/">The Nomicon</a> 中有更多关于这些保证以及如何维持他们的信息。</p>
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<a class="header" href="#总结" name="总结"><h2>总结</h2></a>
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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>正如我们提到的，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。他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通道，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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