Rust Arc用法及代碼示例

線程安全的引用計數指針。 'Arc' 代表“原子引用計數”。

Arc<T> 類型提供在堆中分配的類型為 T 的值的共享所有權。在 Arc 上調用 clone 會生成一個新的 Arc 實例，該實例指向堆上與源 Arc 相同的分配，同時增加引用計數。當指向給定分配的最後一個Arc 指針被銷毀時，存儲在該分配中的值(通常稱為“inner value”)也將被刪除。

Rust 中的共享引用默認不允許突變，Arc 也不異常：您通常無法獲取對 Arc 內部某些內容的可變引用。如果您需要通過 Arc 進行變異，請使用 Mutex 、 RwLock 或 Atomic 類型之一。

線程安全

與 Rc<T> 不同，Arc<T> 使用原子操作進行引用計數。這意味著它是線程安全的。缺點是原子操作比普通的內存訪問更昂貴。如果您不在線程之間共享reference-counted 分配，請考慮使用 Rc<T> 來降低開銷。 Rc<T> 是一個安全的默認值，因為編譯器將捕獲任何在線程之間發送 Rc<T> 的嘗試。但是，庫可能會選擇Arc<T>，以便為庫使用者提供更大的靈活性。

隻要 T 實現 Send 和 Sync ，Arc<T> 就會實現 Send 和 Sync 。為什麽不能將非線程安全類型 T 放入 Arc<T> 中以使其成為線程安全？乍一看這可能有點counter-intuitive：畢竟，Arc<T> 線程安全的重點不是嗎？關鍵是：Arc<T> 使得對同一數據具有多個所有權是線程安全的，但它並沒有為其數據添加線程安全性。考慮Arc<RefCell<T>>。 RefCell<T> 不是 Sync ，如果 Arc<T> 始終是 Send ，則 Arc<RefCell<T>> 也是如此。但這樣我們就會遇到一個問題： RefCell<T> 不是線程安全的；它使用非原子操作跟蹤借用計數。

最後，這意味著您可能需要將 Arc<T> 與某種 std::sync 類型配對，通常是 Mutex<T> 。

使用Weak 中斷循環

alloc::sync::Arc.downgrade方法可用於創建非擁有Weak指針。 AWeak指針可以是alloc::sync::Weak.upgraded 至Arc，但這會返回None如果存儲在分配中的值已被刪除。換句話說，Weak指針不會使分配內的值保持活動狀態；然而，他們做保持分配(值的後備存儲)處於活動狀態。

Arc 指針之間的循環永遠不會被釋放。因此， Weak 用於中斷循環。例如，一棵樹可能具有從父節點到子節點的強 Arc 指針，以及從子節點返回到父節點的 Weak 指針。

克隆參考

使用為 Arc<T> 和 Weak<T> 實現的 Clone 特征從現有的 reference-counted 指針創建新引用。

use std::sync::Arc;
let foo = Arc::new(vec![1.0, 2.0, 3.0]);
// The two syntaxes below are equivalent.
let a = foo.clone();
let b = Arc::clone(&foo);
// a, b, and foo are all Arcs that point to the same memory location

Deref 行為

Arc<T> 自動取消引用 T (通過 Deref 特征)，因此您可以對 Arc<T> 類型的值調用 T 的方法。為了避免與 T 的方法發生名稱衝突，Arc<T> 本身的方法是關聯函數，使用 fully qualified syntax 進行調用：

use std::sync::Arc;

let my_arc = Arc::new(());
let my_weak = Arc::downgrade(&my_arc);

Arc<T> 對 Clone 等特征的實現也可以使用完全限定的語法來調用。有些人喜歡使用完全限定的語法，而另一些人則喜歡使用method-call 語法。

use std::sync::Arc;

let arc = Arc::new(());
// Method-call syntax
let arc2 = arc.clone();
// Fully qualified syntax
let arc3 = Arc::clone(&arc);

Weak<T> 不會自動取消對 T 的引用，因為內部值可能已被刪除。

例子

在線程之間共享一些不可變的數據：

use std::sync::Arc;
use std::thread;

let five = Arc::new(5);

for _ in 0..10 {
    let five = Arc::clone(&five);

    thread::spawn(move || {
        println!("{:?}", five);
    });
}

共享一個可變的 AtomicUsize ：

use std::sync::Arc;
use std::sync::atomic::{AtomicUsize, Ordering};
use std::thread;

let val = Arc::new(AtomicUsize::new(5));

for _ in 0..10 {
    let val = Arc::clone(&val);

    thread::spawn(move || {
        let v = val.fetch_add(1, Ordering::SeqCst);
        println!("{:?}", v);
    });
}

有關一般引用計數的更多示例，請參閱 rc 文檔。