深入理解 Rust 智能指针：Arc 与 Rc 的核心区别（小白也能看懂的 Rust Arc 与 Rc 使用教程）

在 Rust 编程语言中，Arc 和 Rc 是两种非常重要的智能指针，它们都用于实现引用计数（Reference Counting），从而允许多个所有者共享同一份数据。但它们的使用场景截然不同：一个用于多线程环境，另一个仅限于单线程。

本文将用通俗易懂的方式，带你彻底搞懂 Rust Arc 与 Rc 的区别，并附上清晰的代码示例，即使是编程新手也能轻松掌握！

什么是 Rc？

Rc<T>（Reference Counted）是 Rust 标准库提供的一个智能指针，用于在单线程环境中实现多个所有者共享同一数据。每当创建一个新的 Rc 指向某数据时，引用计数加一；当某个 Rc 被丢弃时，引用计数减一。当计数归零，数据被自动释放。

注意：Rc 不是线程安全的，不能跨线程使用。

Rc 示例代码：

use std::rc::Rc;fn main() {    let data = Rc::new(42);    println!("初始引用计数: {}", Rc::strong_count(&data));    {        let data_clone1 = Rc::clone(&data);        let data_clone2 = Rc::clone(&data);        println!("克隆后引用计数: {}", Rc::strong_count(&data));        // data_clone1 和 data_clone2 在这里离开作用域    }    println!("作用域结束后引用计数: {}", Rc::strong_count(&data));}

运行结果：

初始引用计数: 1克隆后引用计数: 3作用域结束后引用计数: 1

什么是 Arc？

Arc<T>（Atomically Reference Counted）是 Rc 的线程安全版本。它通过原子操作（Atomic Operations）来保证在多线程环境下引用计数的增减是安全的。

因此，当你需要在多个线程之间共享不可变数据时，必须使用 Arc，而不是 Rc。

Arc 示例代码（多线程）：

use std::sync::Arc;use std::thread;fn main() {    let data = Arc::new(vec![1, 2, 3]);    let mut handles = vec![];    for i in 0..3 {        let data_clone = Arc::clone(&data);        let handle = thread::spawn(move || {            println!("线程 {} 读取数据: {:?}", i, data_clone);        });        handles.push(handle);    }    for handle in handles {        handle.join().unwrap();    }}

这段代码展示了如何在三个线程中安全地共享同一个 Vec。如果这里使用 Rc，编译器会报错，因为 Rc 不满足 Send trait，无法跨线程传递。

Arc 与 Rc 的核心区别总结

特性	Rc<T>	Arc<T>
全称	Reference Counted	Atomically Reference Counted
线程安全	❌ 否	✅ 是
性能开销	低（无原子操作）	较高（需原子操作）
适用场景	单线程共享数据	多线程共享不可变数据

如何选择？

• 如果你只在单线程中使用，请优先选择 Rc —— 它更轻量、更快。
• 如果你需要在多个线程之间共享数据，请使用 Arc。
• 记住：Rust 的编译器会强制你做出正确选择！试图在线程中使用 Rc 会导致编译错误。

结语

掌握 Rust Arc 与 Rc 的区别是理解 Rust 内存管理和并发模型的关键一步。无论是构建高性能单线程应用，还是编写安全的多线程程序，合理使用这两种智能指针都能让你的代码更安全、更高效。

希望这篇教程能帮助你彻底搞懂 Rust 智能指针的核心概念！如果你觉得有用，欢迎分享给其他 Rust 学习者。

关键词回顾：Rust Arc与Rc区别、Rust智能指针、Arc多线程共享、Rc单线程引用计数。