Rust 学习笔记：通过 Send 和 Sync trait 实现可扩展并发性

Rust 学习笔记：通过 Send 和 Sync trait 实现可扩展并发性

处理并发的选项并不局限于语言或标准库。

你可以编写自己的并发特性，也可以使用其他人编写的并发特性。

Send 和 Sync trait 是 Rust 标准库下的 marker trait。

Send trait：允许在线程之间转移所有权

Send trait 表明实现 Send 的类型的值的所有权可以在线程之间转移。

几乎每个 Rust 类型都是 Send，但也有一些例外，比如 Rc<T>。

Rc<T> 不能实现 Send，因为如果你克隆了一个 Rc<T> 值，并试图将克隆的所有权转移给另一个线程，两个线程可能同时更新引用计数。出于这个原因，Rc<T> 是为在单线程情况下使用而实现的。

Rust 的类型系统和 trait 约束确保不会将非 Send 类型跨线程发送。

任何完全由 Send 类型组成的类型也会自动标记为 Send。

几乎所有基本类型都实现了 Send，原始指针除外。

Sync trait：允许多线程访问

Sync trait 表明，从多个线程引用实现 Sync 的类型是安全的。

换句话说，如果 &T（对 T 的不可变引用）实现了 Send，则任何类型 T 都实现了 Sync，这意味着引用可以安全地发送到另一个线程。

与 Send 类似，基本类型都实现了 Sync，完全由实现 Sync 的类型组成的类型也实现了 Sync。

智能指针小结：

• Rc<T>：没有实现 Send，也没有实现 Sync。
• RefCell<T>：实现 Send（如果 T 实现 Send），没有实现 Sync。在运行时执行的借用检查的实现不是线程安全的。
• Mutex<T>：实现了 Send 和 Sync，可以用于与多个线程共享访问。
• MutexGuard<'a, T>：实现 Sync（如果 T 实现 Sync），没有实现 Send。

手动实现 Send 和 Sync 是不安全的

因为完全由实现 Send 和 Sync 的其他类型组成的类型也会自动实现 Send和 Sync，所以我们不需要手动实现这些特性。

作为 marker trait，它们甚至没有任何方法来实现。它们只是用于执行与并发相关的不变量。

手动实现这些特征涉及实现 unsafe 的 Rust 代码。构建不由 Send 和 Sync 部分组成的新并发类型需要仔细考虑以维护安全保证。

练习题

参考视频：

1. https://www.bilibili.com/video/BV1LdovYrEVw

假设你正在设计一个数据库连接的 API：

struct DbConnection { /* ... */ }
impl DbConnection {
    fn query(&self) -> DbResult {
        /* ... */
    }
}

你的数据库不支持从同一连接进行并发查询。DbConnection 应该实现哪些 marker trait？

答：Send。