Rust笔记 - pipeline模式

pipeline 模式在编程中很常见。使用linux命令行时，经常会用到管道连接两个命令：如 ls /tmp | grep hello.txt，查找/tmp目录下是否存在hello.txt文件。其中管道操作符就是两个命令的pipeline, 通过管道将 ls 命令行的输出作为 grep 命令行的输入，从而让数据流动起来。回到编程中，数据流动带来的好处是可以将编程逻辑进行拆分，不同的线程（协程，进程）实现不同的逻辑模块，降低编码难度。

写一个Rust实例练练手：

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

fn run_thread_1() -> (thread::JoinHandle<()>, mpsc::Receiver<String>) {
    let (tx, rx) = mpsc::channel();
    let hdl = thread::spawn(move || {
        tx.send("thread_1".to_owned()).unwrap();
    });
    (hdl, rx)
}

fn run_thread_2(rx1: mpsc::Receiver<String>) -> (thread::JoinHandle<()>, mpsc::Receiver<String>){
    let (tx, rx) = mpsc::channel();
    let hdl = thread::spawn(move || {
        if let Ok(mut msg) = rx1.recv() {
            msg.push_str("-> thread_2");
            tx.send(msg).unwrap();
        }
    });
    (hdl, rx)
}

fn run_thread_3(rx2: mpsc::Receiver<String>) -> thread::JoinHandle<()> {
    let hdl = thread::spawn(move || {
        if let Ok(msg) = rx2.recv() {
            println!("{} -> thread_3", msg);
        }
    });
    hdl
}

fn main() {
    let mut thread_v = vec![];
    let (hdl, rx1) = run_thread_1();
    thread_v.push(hdl);

    let (hdl, rx2) = run_thread_2(rx1);
    thread_v.push(hdl);

    let hdl = run_thread_3(rx2);
    thread_v.push(hdl);

    for hdl in thread_v {
        hdl.join().unwrap();
    }
}

实例程序创建三个线程，线程1将数据发送到线程2，线程2将数据发送到线程3，线程三将数据打印出来，主线程等待三个线程返回。程序通过channel将三个线程的数据流连接起来，就像工厂的生产流水线一样，一个原材料经过各个工序加工，最终形成产品。

题外话

• Rust的channel通过所有权转移的方式传输数据的，线程将通讯的成本很低。C 中也有一个pipe 系统调用，通过内核缓冲区传递数据（深拷贝数据），一般用于进程间通讯。
• C 中线程间实现类似 Rust/Go channel的功能也不难。通过mutex 和 cond 实现线程阻塞等待，通过自旋锁（无锁）队列实现缓冲数据功能，发送端添加数据到队列，触发条件变量唤醒线程，线程从队列中接收数据，从而实现channel功能。队列通过保存数据指针传递数据，效果上更像是Rust channel 转移所有权的方式。