6. 并发、并行与线程 🟡
你将学到：
- 并发与并行之间的精确区别
- OS 线程、作用域线程以及用于数据并行的 rayon
- 共享状态原语：Arc、Mutex、RwLock、原子操作、Condvar
- 使用 OnceLock/LazyLock 进行延迟初始化
术语：并发 ≠ 并行
这两个术语经常被混淆。以下是它们的精确区别：
| 并发 (Concurrency) | 并行 (Parallelism) | |
|---|---|---|
| 定义 | 管理多个可以取得进展的任务 | 同时执行多个任务 |
| 硬件要求 | 单核即可 | 需要多核 |
| 类比 | 一名厨师，多道菜（在它们之间切换） | 多名厨师，每人负责一道菜 |
std::thread — OS 线程
Rust 线程与操作系统线程是一一对应的。
use std::thread;
fn main() {
let handle = thread::spawn(|| {
println!("新线程序号");
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});
println!("主线程序号");
let result = handle.join().unwrap();
}作用域线程 (std::thread::scope)
作用域线程允许你直接借用局部数据，而不必使用 Arc。编译器会确保所有子线程在作用域结束前都已经完成。
#![allow(unused)]
fn main() {
let data = vec![1, 2, 3];
thread::scope(|s| {
s.spawn(|| println!("线程 1: {:?}", data));
s.spawn(|| println!("线程 2: {:?}", data));
}); // 保证在此处全部汇合
}rayon — 数据并行
对于计算密集型任务，请使用 rayon。它能够自动将工作负载分配到整个线程池中。
#![allow(unused)]
fn main() {
use rayon::prelude::*;
let sum: u64 = data.par_iter() // 并行迭代器
.map(|x| x * x)
.sum();
}共享状态原语
| 原语 | 使用场景 |
|---|---|
Mutex<T> | 排他性访问（加锁/解锁）。 |
RwLock<T> | 多个读取者 或 一个写入者。 |
AtomicU64 | 硬件级的无锁计数器或标志位。 |
OnceLock<T> | 一次性延迟初始化（适用于全局变量）。 |
延迟初始化
static CONFIG: LazyLock<Config> = LazyLock::new(|| load_config());
fn main() {
let cfg = &*CONFIG; // 在首次访问时才会触发加载
}