深入Rust并发编程（从零开始掌握Rust多线程与安全并发）

1. 创建线程：std::thread

Rust 使用 std::thread 模块来创建和管理线程。下面是一个最简单的多线程示例：

use std::thread;use std::time::Duration;fn main() {    // 主线程    thread::spawn(|| {        for i in 1..=5 {            println!("子线程打印: {}", i);            thread::sleep(Duration::from_millis(500));        }    });    // 主线程继续执行    for i in 1..=3 {        println!("主线程打印: {}", i);        thread::sleep(Duration::from_millis(300));    }}

注意：thread::spawn 返回一个 JoinHandle，如果你希望等待子线程结束再继续，可以调用 .join() 方法。

2. 线程间通信：消息传递（Message Passing）

Rust 鼓励使用“消息传递”模型进行线程通信，即通过通道（channel）发送数据，而不是共享内存。这大大降低了并发错误的风险。

use std::sync::mpsc;use std::thread;fn main() {    // 创建一个通道（sender, receiver）    let (tx, rx) = mpsc::channel();    thread::spawn(move || {        let val = String::from("Hello from thread!");        tx.send(val).unwrap(); // 发送数据    });    let received = rx.recv().unwrap(); // 接收数据    println!("接收到的消息: {}", received);}

这里 mpsc 表示“多生产者，单消费者”（multi-producer, single-consumer）。你可以克隆 tx 来让多个线程发送消息。

3. 共享状态：互斥锁（Mutex）与原子引用计数（Arc）

当确实需要多个线程共享同一份数据时，Rust 提供了 Mutex<T>（互斥锁）来保证同一时间只有一个线程能访问数据。但由于线程所有权转移的问题，我们通常还需要配合 Arc<T>（原子引用计数）使用。

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!("最终计数: {}", *counter.lock().unwrap());}

这段代码展示了如何安全地在多个线程中修改同一个整数。Rust 的类型系统确保了：如果你忘记加锁，或者在锁未释放时移动数据，编译器会直接报错！

4. 避免死锁与最佳实践

虽然 Rust 能防止数据竞争，但死锁（deadlock）仍可能发生（例如两个线程互相等待对方的锁）。建议遵循以下原则：

• 尽量使用消息传递而非共享状态
• 如果必须共享状态，保持锁的持有时间尽可能短
• 避免嵌套锁，或始终按固定顺序获取多个锁
• 使用 RwLock（读写锁）替代 Mutex，当读操作远多于写操作时

结语

通过本教程，你应该已经掌握了 Rust并发编程 的基础：从创建线程、消息传递，到安全共享状态。Rust 的设计哲学让你在享受高性能并发的同时，无需担心常见的内存安全问题。继续练习这些模式，你将能构建出既高效又可靠的并发系统。

记住，Rust多线程不是魔法，但它的工具链和类型系统确实为你提供了前所未有的安全保障。无论是开发 Web 服务器、游戏引擎还是操作系统模块，Rust安全并发 和 Rust线程同步 都是你值得信赖的伙伴。