Rust 程序设计语言 简体中文版

ch16-04-extensible-concurrency-sync-and-send.md
commit 9430a3d28a2121a938d704ce48b15d21062f880e

Rust 的并发模型中一个有趣的方面是：语言本身对并发知之甚少。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。

我们说“几乎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std::marker： Sync和Send。

Send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Send的，不过有一些例外。比如标准库中提供的 Rc<T>：如果克隆Rc<T>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，Rc<T>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。

因为 Rc<T> 没有标记为 Send，Rust 的类型系统和 trait bound 会确保我们不会错误的把一个 Rc<T> 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，the trait Send is not implemented for Rc<Mutex<i32>>。而使用标记为 Send 的 Arc<T> 时，就没有问题了。

任何完全由 Send 的类型组成的类型也会自动被标记为 Send：几乎所有基本类型都是 Send 的，大部分标准库类型是Send的，除了Rc<T>，以及第十九章将会讨论的裸指针（raw pointer）。

Sync 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 T，如果&T（T的引用）是Send的话T就是Sync的，这样其引用就可以安全的发送到另一个线程。类似于 Send 的情况，基本类型是 Sync 的，完全由 Sync 的类型组成的类型也是 Sync 的。

Rc<T> 也不是 Sync 的，出于其不是Send的相同的原因。RefCell<T>（第十五章讨论过）和Cell<T>系列类型不是Sync的。RefCell<T>在运行时所进行的借用检查也不是线程安全的。Mutex<T>是Sync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。

通常并不需要实现Send和Sync trait，由属于Send和Sync的类型组成的类型，自动就是Send和Sync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。

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Send和Sync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。The Nomicon 中有更多关于这些保证以及如何维持他们的信息。

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。

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。

Rust 提供了用于消息传递的通道，和像Mutex<T>和Arc<T>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！

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。