18、Rust 并发编程：原理、模式与性能优化

Rust 并发编程：原理、模式与性能优化

1. 并发引入成本

在考虑并发编程时，首先要注意引入并发的成本。编译器在优化单线程代码方面表现出色，且单线程代码所需的昂贵保护措施（如锁、通道或原子指令）比并发代码少。综合来看，并发的各种成本可能使并行程序比单线程程序更慢。因此，在优化和并行化前后进行性能测量非常重要，结果可能会令人惊讶。

2. 并发模式

Rust 中有三种常见的并发模式：共享内存并发、工作池和参与者模型。

2.1 共享内存并发

• 概念 ：线程通过操作共享的内存区域进行协作。例如，使用互斥锁保护状态，或存储在支持多线程并发访问的哈希映射中。
• 数据结构选择 ：在使用共享内存并发时，数据结构的选择很重要。不同的数据结构有不同的性能特点，如普通互斥锁可能限制核心扩展，读写锁可允许更多并发读取但写入较慢，分片读写锁可实现完美可扩展的读取但写入会有较大干扰。
• 适用场景 ：适用于线程需要以非交换方式联合更新共享状态的场景。例如，一个线程用函数 f 更新状态 s ，另一个线程用函数 g 更新状态，且 f(g(s)) != g(f(s)) 时，共享内存并发可能是必要的。

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    A[线程1] -->|操作| C(共享内存)