一个可变借用和多个不可变借用

Question

我正在尝试编写一个程序，它会生成一个后台线程，不断地向某个集合中插入数据。同时，我想继续从stdin中获取输入，并检查该输入是否在线程正在操作的集合中。

以下是一个简化的示例：

use std::collections::HashSet;
use std::thread;

fn main() {
    let mut set: HashSet<String> = HashSet::new();

    thread::spawn(move || {
        loop {
            set.insert("foo".to_string());
        }
    });

    loop {
        let input: String = get_input_from_stdin();

        if set.contains(&input) {
            // Do something...
        }
    }
}

fn get_input_from_stdin() -> String {
    String::new()
}

然而，由于所有权问题，这种方法行不通。

我对Rust仍然很陌生，但这似乎是可能的事情。我只是找不到正确的Arc、Rc、Mutex等组合来包装我的数据。

- David Pedersen

---

这可能会对你有所帮助：https://dev59.com/P6Pia4cB1Zd3GeqP3cEw - Netwave

可能是 Rust 中线程安全的可变非拥有指针？ 的重复问题。 - Boiethios

Answer 1

首先，请阅读 需要全面解释 Rust 的 cell 和 reference counted types。

---

这里有两个问题需要解决：

1. 在不同线程之间共享所有权，
2. 可变别名。

为了共享所有权，最简单的解决方案是使用 Arc。它需要其参数为 Sync（可以安全地从多个线程访问），通过将其包装在 Mutex 或 RwLock 中，可以为任何 Send 类型实现。

在存在可变性别名时，Mutex 和 RwLock 都可以保证安全。如果你有多个读取器，则 RwLock 可能具有额外的性能优势。既然只有一个读取器，那就没必要了：让我们使用简单的 Mutex。

因此，您的类型是：Arc<Mutex<HashSet<String>>>。

下一个技巧是将值传递给在另一个线程中运行的闭包。该值会被“移动”，因此您需要首先克隆 Arc，然后传递克隆版，否则您已经移动了原始值，无法再访问它。

最后，访问数据需要通过借用和锁定...

use std::sync::{Arc, Mutex};

fn main() {
    let set = Arc::new(Mutex::new(HashSet::new()));

    let clone = set.clone();
    thread::spawn(move || {
        loop {
            clone.lock().unwrap().insert("foo".to_string());
        }
    });

    loop {
        let input: String = get_input_from_stdin();

        if set.lock().unwrap().contains(&input) {
            // Do something...
        }
    }
}

调用 unwrap 是因为 Mutex::lock 返回一个 Result；如果被锁定的 Mutex 被损坏，即在锁定期间发生了恐慌并且其内容可能是垃圾，则可能无法锁定 Mutex。

- Matthieu M.

---

正如Mutex“Trait Implementations”文档所述，您不能包装任何类型以获得Sync；您需要包装一个Send类型。 - Stefan

@Stefan：没错！我甚至没有考虑过有人会尝试将非“Send”类型发送到另一个线程，但明确说明肯定更好。 - Matthieu M.