55_使用Sync和Send来扩展并发

1. 概述

rust语言本身的并发特性较少，目前讲的并发特性都是来自标准库（而不是语言本身）。

其实我们无需仅限于标准库的并发，可以自己实现并发。

但在rust语言中有两个并发概念：

std::marker::Sync和std::marker::Send这两个trait。

2. Send

Send：允许线程间转移所有权。

实现Send trait的类型可以在线程间转移所有权，Rust中几乎所有的类型都实现了Send
- 但Rc<T>没有实现Send，它只用于单线程的场景。
任何完全由Send组成的类型也被标记为Send
实际上除了原始指针之外，几乎所有的基础类型都实现了Send

例如：

use std::thread;

fn main() {
    let number = 5;
    let handle = thread::spawn(move || {
        println!("{}", number); // 这里可以正常工作，因为number实现了Send trait
    });
    println!("{}", number);

    handle.join().unwrap();
}

我们创建了一个新的线程，并把一个number变量移动到这个新线程中。这是因为number的类型（在这个例子中是i32）实现了Send trait，所以我们可以安全地在两个线程之间转移所有权的所有权。

3. Sync

Sync：允许从多线程同时访问。

实现Sync的类型可以安全的被多个线程引用
也就是说：如果T实现了Sync，那么&T（T的引用）就是实现了Send
- 表示T的引用可以被安全地送往另一个线程
基础类型都实现了Sync
完全由Sync类型组成的类型也是Sync
- 但是Rc<T>不是Sync
- RefCell<T>和Cell<T>家族也不是Sync
- 而Mutex<T>实现了Sync

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

fn main() {
    let shared_data = Arc::new(Some(5)); // Arc封装了一个可共享的数据，并且可以安全地在多个线程之间共享。
    let handle = thread::spawn(move || {
        println!("{:?}", shared_data); // 这里可以正常工作，因为Arc<T>实现了Sync trait
    });

    handle.join().unwrap();
}

我们创建了一个新的线程，并尝试在两个线程之间共享一个Arc<T>对象。这是因为Arc<T>（通过其内部的类型T）实现了Sync trait，所以我们可以安全地在多个线程之间共享这个对象。

如果我们尝试在两个线程之间直接共享一个没有实现Sync的对象，Rust编译器会给出错误。

4. 手动实现Send和Sync很难保证安全

手动来实现Send和Sync是很难保证安全的，因为手动实现这些trait的时候涉及到使用特殊不安全的Rust代码，你需要非常谨慎地确保设计，才能满足线程间的安全性要求。