English Original

5. 通道与消息传递 🟢

你将学到：

• std::sync::mpsc 的基础知识以及何时升级到 crossbeam-channel
• 使用 select! 进行多源消息处理的通道选择
• 有界与无界通道以及背压 (Backpressure) 策略
• 用于封装并发状态的 Actor 模式

std::sync::mpsc — 标准通道

Rust 的标准库提供了一个多生产者、单消费者 (MPSC) 的通道：

use std::sync::mpsc;
use std::thread;

fn main() {
    let (tx, rx) = mpsc::channel();

    let tx1 = tx.clone(); 
    thread::spawn(move || {
        tx1.send("来自 p1 的消息").unwrap();
    });

    thread::spawn(move || {
        tx.send("来自 p2 的消息").unwrap();
    });

    for msg in rx {
        println!("收到: {msg}");
    }
}

关键特性：

• 无界 (Unbounded) 是默认值（如果消费者过慢，可能会填满内存）。
• mpsc::sync_channel(N) 创建一个带有背压的 有界 (Bounded) 通道。
• rx.recv() 是阻塞的；而 rx.try_recv() 不是。

crossbeam-channel — 生产环境主力军

对于大多数生产用例，请使用 crossbeam-channel。它更快，支持 多消费者 (MPMC) 模式，且 API 设计更好。

#![allow(unused)]
fn main() {
let (tx, rx) = crossbeam_channel::bounded(100);
// rx.clone() 是有效的！你可以有多个线程同时从同一个通道接收数据。
}

通道选择 (select!)

类似 Go 语言中的 select，它可以同时监听多个通道：

#![allow(unused)]
fn main() {
loop {
    select! {
        recv(work_rx) -> msg => println!("任务: {msg:?}"),
        recv(ticker) -> _ => println!("心跳信号"),
        recv(deadline) -> _ => break,
    }
}
}

Actor 模式

利用通道来序列化对可变状态的访问，以此取代 Mutex。这能有效防止复杂的锁顺序冲突问题。

#![allow(unused)]
fn main() {
enum Msg { Increment, Get(Sender<i64>) }

fn actor(rx: Receiver<Msg>) {
    let mut count = 0;
    while let Ok(msg) = rx.recv() {
        match msg {
            Msg::Increment => count += 1,
            Msg::Get(tx) => tx.send(count).unwrap(),
        }
    }
}
}

经验法则：

• 对于临界区非常短且数据共享简单的场景，使用 Mutex。
• 对于状态逻辑复杂、存在耗时操作或涉及分布式系统的场景，使用 Actors/Channels。