multithreading - 如何跨线程共享引用？

Question

我无法在线程之间共享引用。

trait Facade { /*some functions*/ }

struct Client<'a> {
    facade: &'a mut Facade,
    join_grd: thread::JoinGuard<'a()>,
}

impl<'a> Client<'a> {
    pub fn new(my_facade: &'a mut Facade) -> Client<'a> {
        Client {
            facade: my_facade,
        join_grd: thread::scoped(|| Client::start(my_facade)),
        }
    }

    fn start(my_facade: &'a mut Facade) { unimplemented!() }
}

鉴于我在 Rust 方面的新手身份，我对概念和错误感到困惑。我如何实现上述目标？

Answer 1

由于 Rust 中的可变别名保证，我很确定你不能这样做。在 Rust 中，你不能同时拥有对同一事物的两个可变引用，但这正是你的代码中发生的事情:你存储 my_facade到Client的领域同时你试图将它传递给 start()另一个线程中的方法。这将需要对同一个 Facade 有两个可变引用。这是不允许的。

编译器在您的代码上发出的​​实际错误是由于您使用的是非移动闭包造成的。如果你改变 thread::scoped()对此的实例化:

join_grd: thread::scoped(move || Client::start(my_facade))

错误会更明智:

test.rs:16:60: 16:69 error: cannot move `my_facade` into closure because it is borrowed
test.rs:16             join_grd: thread::scoped(move || Client::start(my_facade))
                                                                      ^~~~~~~~~
test.rs:15:21: 15:30 note: borrow of `*my_facade` occurs here
test.rs:15             facade: my_facade,
                               ^~~~~~~~~

这实质上意味着自 &mut引用是唯一的并且是移动的而不是复制的，你不能复制它们。与常规 & 类似的代码引用而不是 &mut (以及 Sync 上的附加 Facade 父特征)工作正常。

您必须重新考虑您的架构才能修复此错误。仅从这段代码很难理解你想要什么，所以我不能给出任何确切的建议，但你可以考虑使用 Arc 和 Mutex 如果您想在线程之间共享可变状态。

---

Arc/Mutex 的简单用法像这样:

fn start(my_facade: Arc<Mutex<Facade>>)

不会工作，因为 Facade是一种特征，而不是常规类型。当您使用特征作为类型时，您实际上选择了 dynamic dispatch以特征对象的形式。总之，trait对象不能直接使用；他们应该总是在指针后面。您的原始程序还使用了特征对象( &'a mut Facade 是特征对象)。理想情况下，我们应该能够使用任何类型的智能指针形成特征对象，理想情况下 Arc<Mutex<Facade>>应该可以，但不幸的是现在特征对象只能用 & 创建, &mut或 Box :

fn start(my_facade: Arc<Mutex<Box<Facade>>>)

这就是关于Sized的错误的原因你观察到的。

但是，您还应该考虑完全不使用特征对象而只使用泛型:

trait Facade: Send { fn f(&self); }

struct Client<'a, F: Facade> {  // '
    facade: Arc<Mutex<F>>,
    join_grd: thread::JoinGuard<'a, ()>,  // '
}

impl<'a, F: Facade+'a> Client<'a, F> {  // '
    pub fn new(my_facade: Arc<Mutex<F>>) -> Client<'a, F> {  // '
        let my_facade_2 = my_facade.clone();  // clone the Arc pointer
        Client {
            facade: my_facade,
            join_grd: thread::scoped(move || Client::start(my_facade_2)),
        }
    }

    fn start(my_facade: Arc<Mutex<F>>) { unimplemented!() }
}

您还需要添加 Send绑定(bind)到特征本身(如上例所示)或 F类型变量(如 F: Facade+Send+'a )因为只有 Send数据可以安全地在线程之间传输，因此您需要指定 F是Send ，直接或作为 Facade 上的超特征约束.