如何在Rust中在线程之间传输最新状态而不使用互斥锁

Question

我正在进行一个Rust项目，其中有两个不同的线程分别用于特定目的。一个是实时线程，直接与硬件接口，并保持严格的时间要求，而另一个是Web服务器线程，为查询所述硬件的当前状态提供API。

我需要一种机制，使得Web服务器线程能够从实时线程获取硬件的最新状态。这里的挑战在于避免使用互斥锁，因为实时线程不能承受被阻塞等待互斥锁的情况。

以下是我考虑过的几种解决方案及其相应的挑战：

1. `rwlock`：但是写入线程（实时线程）需要等待，如果有任何读取器锁定它。 2. 双缓冲：执行交换的线程需要对整个结构体进行可变引用，这会导致借用检查器出现问题。 3. `mpsc Channel`：如果没有进行Web请求，通道可能会很快填满，导致内存浪费。

- WinKey

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国家报告包含哪些数据？具体有多大？这将影响可行的解决方案。 - Kevin Reid

@KevinReid 这是一个表示机器人各个部分聚合的所有状态的结构体，大约有10个f32和一些布尔值和枚举类型。 - WinKey

Answer 1

你可以使用arc-swap crate，它提供了ArcSwap类型（以及相关类型）：一种可以在无锁的方式下替换和加载的Arc。

- Chayim Friedman

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文档中提到它适用于“经常读取但很少更新”的数据，听起来与我的使用情况相反。从源代码来看，ArcSwap::store() 调用了 ArcStore::swap()，后者又调用了 wait_for_readers，听起来会阻塞。 - WinKey

Answer 2

我最终使用了大小为1的环形通道，它在底层使用了AtomicCell<Option<Box<T>>>从crossbeaml中。

实时线程可以send()到通道中，该通道是原子且无锁的。然后网络线程可以从通道中recv()，或者如果通道中没有内容，则继续使用上次读取的值。

- WinKey