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Rust使用Channel實現(xiàn)跨線程傳遞數(shù)據(jù)

更新時間：2023年12月07日 10:17:24 作者：一諾滾雪球

消息傳遞是一種很流行且能保證安全并發(fā)的技術(shù),Rust也提供了一種基于消息傳遞的并發(fā)方式,在rust里使用標準庫提供的Channel來實現(xiàn),下面我們就來學(xué)習(xí)一下如何使用Channel實現(xiàn)跨線程傳遞數(shù)據(jù)吧

1. 概述

消息傳遞是一種很流行且能保證安全并發(fā)的技術(shù)，在這種機制里線程（或Actor）通過彼此發(fā)送消息（數(shù)據(jù)）來進行通信。Go語言中有一句名言：“不要用共享內(nèi)存來通信，要用通信來共享內(nèi)存”，Go語言這種并發(fā)機制就體現(xiàn)了這個思想。

Rust也提供了一種基于消息傳遞的并發(fā)方式，在rust里使用標準庫提供的Channel來實現(xiàn)。Channel包含發(fā)送端和接收端，我們可以通過調(diào)用發(fā)送端的方法來發(fā)送數(shù)據(jù)，接收端會檢查和接收到達的數(shù)據(jù)。如果發(fā)送端和接收端的任意一端被丟棄了，那么Channel就關(guān)閉了。

2. 使用Channel

2.1 在不同線程之間創(chuàng)建和接收數(shù)據(jù)

使用mpsc::channel函數(shù)來創(chuàng)建Channel，mpsc表示multiple producer, singer consumer（多個生產(chǎn)者、一個消費者），即有多個發(fā)送端，但只有一個接收端。調(diào)用該函數(shù)將返回一個元組，元組里的元素分別是發(fā)送端、接收端。

如下示例代碼:

use std::sync::mpsc;
use std::thread;

fn main() {
    let (tx, rx) = mpsc::channel();

    thread::spawn(move || {
        let val = String::from("hi");
        tx.send(val).unwrap();
    });

    let received = rx.recv().unwrap();
    println!("Got: {}", received);
}

消費者的recv方法一直會阻塞當(dāng)前線程，直到接收到消息為止。

2.2 發(fā)送端的send方法

該方法的參數(shù)為想要發(fā)送的數(shù)據(jù)，返回值為Result<T, E>，如果有問題（例如接收端已經(jīng)被丟棄），將返回一個錯誤。

2.3 接收端的方法

recv方法阻止當(dāng)前線程執(zhí)行，直到Channel中有值被送來。一旦收到值，就會返回Result<T>，所有這個管道的所有發(fā)送端都關(guān)閉了，就會收到一個錯誤。

try_recv方法不會阻塞當(dāng)前的線程，如果有數(shù)據(jù)到達，返回OK，里面包含著數(shù)據(jù)，否則返回錯誤。我們通常會使用循環(huán)來檢查try_recv的結(jié)果，如果消息還沒有來，我們也可以執(zhí)行其他的操作。

2.4 channel和所有權(quán)轉(zhuǎn)移

所有權(quán)先消息傳遞中非常重要，能幫你補全編寫安全、并發(fā)的代碼。

我們先看以下的示例代碼:

use std::sync::mpsc;
use std::thread;

fn main() {
    let (tx, rx) = mpsc::channel();

    thread::spawn(move || {
        let val = String::from("hi");
        tx.send(val).unwrap();

        // 下面一行代碼將會報錯，因為所有權(quán)已經(jīng)被轉(zhuǎn)移
        println("val is {}", val);
    });

    let received = rx.recv().unwrap();
    println!("Got: {}", received);
}

在上面的示例代碼中，借用了已移動的值，因此會發(fā)生編譯錯誤。所以所有權(quán)機制會幫助我們編寫編寫安全、并發(fā)的代碼。

2.5 發(fā)送多個值

我們通過發(fā)送多個值，就可以看到接收者在等待的過程。

如下示例代碼:

use std::sync::mpsc;
use std::{thread, vec};
use std::time::Duration;

fn main() {
    let (tx, rx) = mpsc::channel();

    thread::spawn(move || {
        let vals = vec![
            String::from("hi"),
            String::from("from"),
            String::from("the"),
            String::from("thread"),
        ];

        // 循環(huán)分別發(fā)送四個字符串
        for val in vals {
            tx.send(val).unwrap();
            thread::sleep(Duration::from_millis(1000));
        }
    });

    // 我們把接收端當(dāng)作迭代器來使用，這樣就不需要顯式調(diào)用recv方法
    for received in rx {
        println!("Got: {}", received);
    }
}

運行以上的代碼，我們將看到接收端在等待消息的過程。

2.6 通過克隆創(chuàng)建多個發(fā)送者

通過調(diào)用mpsc::Sender::clone函數(shù)可以克隆發(fā)送者。

如下示例代碼:

use std::sync::mpsc;
use std::{thread, vec};
use std::time::Duration;

fn main() {
    let (tx, rx) = mpsc::channel();

    let tx1 = mpsc::Sender::clone(&tx);

    thread::spawn(move || {
        let vals = vec![
            String::from("1: hi"),
            String::from("1: from"),
            String::from("1: the"),
            String::from("1: thread"),
        ];

        // 循環(huán)分別發(fā)送四個字符串
        for val in vals {
            tx1.send(val).unwrap();
            thread::sleep(Duration::from_millis(200));
        }
    });

    thread::spawn(move || {
        let vals = vec![
            String::from("hi"),
            String::from("from"),
            String::from("the"),
            String::from("thread"),
        ];

        // 循環(huán)分別發(fā)送四個字符串
        for val in vals {
            tx.send(val).unwrap();
            thread::sleep(Duration::from_millis(200));
        }
    });

    // 我們把接收端當(dāng)作迭代器來使用，這樣就不需要顯式調(diào)用recv方法
    for received in rx {
        println!("Got: {}", received);
    }
}

在以上的示例代碼中，我們通過兩個子線程由兩個發(fā)送者來發(fā)數(shù)據(jù)。并在主線程中使用接收者接收數(shù)據(jù)，可以通過程序運行結(jié)果看到由兩個發(fā)送者發(fā)送的數(shù)據(jù)被交替輸出。

到此這篇關(guān)于Rust使用Channel實現(xiàn)跨線程傳遞數(shù)據(jù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Rust Channel跨線程傳遞數(shù)據(jù)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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