Rust中的Mutex与RwLock详解（小白也能掌握的多线程同步机制）

Mutex 使用示例

use std::sync::{Arc, Mutex};use std::thread;fn main() {    let counter = Arc::new(Mutex::new(0));    let mut handles = vec![];    for _ in 0..10 {        let counter = Arc::clone(&counter);        let handle = thread::spawn(move || {            let mut num = counter.lock().unwrap();            *num += 1;        });        handles.push(handle);    }    for handle in handles {        handle.join().unwrap();    }    println!("Result: {}", *counter.lock().unwrap()); // 输出: Result: 10}

在这个例子中，我们创建了一个被 Arc（原子引用计数）包裹的 Mutex<i32>，这样多个线程可以安全地共享并修改同一个整数。每个线程通过 lock() 获取互斥锁，修改值后再自动释放（得益于 RAII）。

什么是 RwLock？

RwLock（Read-Write Lock，读写锁）是一种更灵活的同步机制。它允许多个读者（readers）同时读取数据，但写操作（writer）必须独占访问。也就是说：

• 多个线程可以同时持有读锁（read lock）；
• 写锁（write lock）是排他的——一旦有线程持有写锁，其他所有读/写请求都必须等待；
• 如果有线程正在读，写操作必须等待所有读操作完成。

RwLock 使用示例

use std::sync::{Arc, RwLock};use std::thread;fn main() {    let data = Arc::new(RwLock::new(String::from("Hello")));    let mut readers = vec![];    // 启动多个读线程    for i in 0..3 {        let data = Arc::clone(&data);        let reader = thread::spawn(move || {            let read_guard = data.read().unwrap();            println!("Reader {}: {}", i, *read_guard);        });        readers.push(reader);    }    // 等待所有读线程完成    for r in readers {        r.join().unwrap();    }    // 写线程    {        let mut write_guard = data.write().unwrap();        write_guard.push_str(", World!");    }    println!("Final: {}", *data.read().unwrap());}

Mutex vs RwLock：如何选择？

选择 Mutex 还是 RwLock 取决于你的使用场景：

常见陷阱与最佳实践

• 不要长时间持有锁：无论是 Mutex 还是 RwLock，都应尽快释放锁，避免阻塞其他线程。
• 避免死锁：不要在持有锁的情况下再次尝试获取同一个锁（Rust 的 Mutex 在运行时会 panic 而不是死锁，但逻辑仍需谨慎）。
• 优先使用 RwLock 当读操作频繁：在高并发读场景下，RwLock 能显著提升性能。
• 结合 Arc 实现跨线程共享：因为 Mutex 和 RwLock 本身不提供所有权共享机制，通常需要配合 Arc 使用。

总结

在 Rust 多线程同步 编程中，Mutex 和 RwLock 是保障内存安全的关键工具。理解它们的差异和适用场景，能帮助你写出高效且安全的并发代码。记住：

• 简单场景用 Mutex；
• 读多写少用 RwLock；
• 始终注意锁的粒度和持有时间。

掌握这些知识，你就已经迈出了 Rust并发编程 的坚实一步！继续练习，你会越来越熟练。