Rust使用Channel實現跨線程傳遞數據

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,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,下面我們就來學習一下如何使用Channel實現跨線程傳遞數據吧

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，在這種機制里線程（或Actor）通過彼此發(fā)送消息（數據）來進行通信。Go語言中有一句名言：“不要用共享內存來通信，要用通信來共享內存”，Go語言這種并發(fā)機制就體現了這個思想。

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。Channel包含發(fā)送端和接收端，我們可以通過調用發(fā)送端的方法來發(fā)送數據，接收端會檢查和接收到達的數據。如果發(fā)送端和接收端的任意一端被丟棄了，那么Channel就關閉了。

2. 使用Channel

2.1 在不同線程之間創(chuàng)建和接收數據

使用mpsc::channel函數來創(chuàng)建Channel，mpsc表示multiple producer, singer consumer（多個生產者、一個消費者），即有多個發(fā)送端，但只有一個接收端。調用該函數將返回一個元組，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

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

2.3 接收端的方法

recv方法阻止當前線程執(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)送端都關閉了，就會收到一個錯誤。

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

2.4 channel和所有權轉移

所有權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，因為所有權已經被轉移
        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));
        }
    });

    // 我們把接收端當作迭代器來使用，這樣就不需要顯式調用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

通過調用mpsc::Sender::clone函數可以克隆發(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));
        }
    });

    // 我們把接收端當作迭代器來使用，這樣就不需要顯式調用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)數據。并在主線程中使用接收者接收數據，可以通過程序運行結果看到由兩個發(fā)送者發(fā)送的數據被交替輸出。

到此這篇關于Rust使用Channel實現跨線程傳遞數據的文章就介紹到這了,更多相關Rust Channel跨線程傳遞數據內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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