Rust笔记 - 原子操作

原子操作也是线程同步重要的一部分。原子的意思是排他，即同一时刻，仅能有一个线程对数据进行操作。原子操作相对于mutex等其他锁操作，成本更低，一般是通过硬件支持的。但原子操作的使用范围也很有限，一般仅能用于基础数据类型的。如：int， bool， usize等基础类型。

下面是一个使用AtomicBool类型控制线程实例：

use std::sync::atomic::{AtomicBool, Ordering};
use std::sync::Arc;
use std::thread;
use std::time::Duration;

fn main() {
    let flag = Arc::new(AtomicBool::new(false));
    let cflag = flag.clone();

    let hdl = thread::spawn(move || {
        let mut counter = 0;
        while !cflag.load(Ordering::SeqCst) {
            thread::sleep(Duration::from_millis(100));
            println!("counter: {}", {counter += 1; counter});
        }
    });

    thread::sleep(Duration::from_secs(1));
    flag.store(true, Ordering::SeqCst);
    hdl.join().unwrap();
}

上面的例子简单展示了使用原子变量共享内存的方式，控制子线程退出。

谈到原子操作不得不谈到指令重排，正如上面例子中的Ordering::SeqCst。Rust的指令重排包括：

• 顺序一致性 (SeqCst)：指令强顺序，即该指令会产生一个内存屏障，在这个指令前的代码不可被重排到这个指令后；这个指令后的代码也不能重排到这个指令前。

• 获取 (Acquire)： 即这个指令后的代码不可以被重排到这个指令前；这个指令前的代码可以被重排到这个指令后。

• 释放 (Release)：即这个指令前的代码不可以被重排到这个指令后；这个指令后的代码可以被重排到这个指令前。

• Relaxed： 弱指令顺序，即代码可以不受限制的被编译器进行重排。

参考

原子操作