重点讲解Send与Sync相关的并发知识
rust那些事之并发send与sync
send与sync在rust中属于marker trait，代码位于marker.rs，在标记模块中还有copy、unpin等trait。
在marker.rs中是通过auto trait来实现。
pub unsafe auto trait sync { }
auto trait又称为opt-in, built-in trait (oibit)。这是一种不稳定的特性，每个类型都会自动实现一个特征，除非它们选择退出或包含一个不实现该特征的类型。
换言之，opt-in对应还有个opt-out，可以通过!(negative trait impl)语法来实现。
例如：下面代码中第一行表示类型wrapper实现了send，但是却没实现sync。
unsafe impl send for wrapper {}unsafe impl !sync for wrapper {}
本节将会重点讲解send、sync相关的并发知识。
1.auto trait
可以通过安装nightly版使用feature特性。
rustup toolchain install nightly
下面以自定义auto trait实现为例：
#![feature(negative_impls)]#![feature(auto_traits)]auto trait iscool {}impl !iscool for string {}struct mystruct;struct hasastring(string);fn check_cool(_: c) {}
调用：
check_cool(42);check_cool(false);check_cool(mystruct);# the trait `iscool` is not implemented for `std::string`check_cool(string::new());
这里给了一个简单的例子，展示了auto trait的用法，当没有实现(通过!)auto trait时，编译器会在编译阶段报：the trait xxx is not implemented for yyy。
2.send与sync
send含义：跨线程move，ownership。sync含义：跨线程share data，borrow。
通常在我们编译多线程代码时，会存在所有权转移、数据共享。那么问题来了，rc与原生指针是否可以在多线程使用呢？
我们打开rc(reference counting, 引用计数)的源码可以看到这里使用了negative trait，并没有实现send与sync，因此通过rc包裹的对象并不是线程安全的，只能用在单线程中。
impl !marker::send for rc {}impl !marker::sync for rc {}
如果我们将它用在多线程中，会出什么问题呢？
fn main() { let val = std::new(5); let t = std::spawn(move || { println!(this is a thread val: {},val); }); t.join().unwrap();}
报错：
error[e0277]: `rc` cannot be sent between threads safely...the trait `send` is not implemented for `rc`...
与之对应，arc(atomic reference counted, 原子引用计数)，可以看一下源码实现：
unsafe impl send for arc {}unsafe impl sync for arc {}
send与sync都实现了。
send可以实现在多线程间安全传递所有权，sync可以线程安全的共享数据(例如：引用)。
此外，官方文档：当且仅当类型t的引用&t是send，t是sync。
大概意思就是如果引用都无法在多线程之前传递，那么底层数据变无法进行数据共享了。
marker.rs中还有段比较重要的代码，表示原生指针不是线程安全的，没有实现send、sync trait。
impl !send for *const t {}impl !send for *mut t {}impl !sync for *const t {}impl !sync for *mut t {}
mutex与rwlock
mutex与rwlock相比于其他语言来说，实现了用户友好的接口，通过new即可将类型传递进去。
arc::new(foo{}))
在go中使用mutex，张这个样子：
v map[string]intmux sync.mutex
可以看到rust一行便可以知道保护的是哪个数据。mutex是用来保护共享变量，所以这个变量类型t我们猜测可以是安全的，也可以是不安全的，所以sync是不被要求的，因此我们看源码：
unsafe impl send for mutex {}unsafe impl sync for mutex {}
mutex会去实现send与sync，要求的类型t一定是具有所有权(实现send)，但是并不要求数据是否是安全的(没实现sync)。
同理：rwlock是读写锁，需要满足并发读，因此要求t必须实现sync。
unsafe impl send for rwlock {}unsafe impl sync for rwlock {}
小知识
前面讲解了raw pointer并不是线程安全的，那么如何实现线程安全呢？
其实也比较简单：可以通过如下多种方法：
自定义类型
将raw pointer包裹起来即可。
struct wrapper(*mut i32);unsafe impl send for wrapper {}unsafe impl sync for wrapper {}
box
使用智能指针box。
box::new(my_num)
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换言之，opt-in对应还有个opt-out，可以通过!(negative trait impl)语法来实现。
例如：下面代码中第一行表示类型wrapper实现了send，但是却没实现sync。
unsafe impl send for wrapper {}unsafe impl !sync for wrapper {}
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1.auto trait
可以通过安装nightly版使用feature特性。
rustup toolchain install nightly
下面以自定义auto trait实现为例：
#![feature(negative_impls)]#![feature(auto_traits)]auto trait iscool {}impl !iscool for string {}struct mystruct;struct hasastring(string);fn check_cool(_: c) {}
调用：
check_cool(42);check_cool(false);check_cool(mystruct);# the trait `iscool` is not implemented for `std::string`check_cool(string::new());
这里给了一个简单的例子，展示了auto trait的用法，当没有实现(通过!)auto trait时，编译器会在编译阶段报：the trait xxx is not implemented for yyy。
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通常在我们编译多线程代码时，会存在所有权转移、数据共享。那么问题来了，rc与原生指针是否可以在多线程使用呢？
我们打开rc(reference counting, 引用计数)的源码可以看到这里使用了negative trait，并没有实现send与sync，因此通过rc包裹的对象并不是线程安全的，只能用在单线程中。
impl !marker::send for rc {}impl !marker::sync for rc {}
如果我们将它用在多线程中，会出什么问题呢？
fn main() { let val = std::new(5); let t = std::spawn(move || { println!(this is a thread val: {},val); }); t.join().unwrap();}
报错：
error[e0277]: `rc` cannot be sent between threads safely...the trait `send` is not implemented for `rc`...
与之对应，arc(atomic reference counted, 原子引用计数)，可以看一下源码实现：
unsafe impl send for arc {}unsafe impl sync for arc {}
send与sync都实现了。
send可以实现在多线程间安全传递所有权，sync可以线程安全的共享数据(例如：引用)。
此外，官方文档：当且仅当类型t的引用&t是send，t是sync。
大概意思就是如果引用都无法在多线程之前传递，那么底层数据变无法进行数据共享了。
marker.rs中还有段比较重要的代码，表示原生指针不是线程安全的，没有实现send、sync trait。
impl !send for *const t {}impl !send for *mut t {}impl !sync for *const t {}impl !sync for *mut t {}
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unsafe impl send for mutex {}unsafe impl sync for mutex {}
mutex会去实现send与sync，要求的类型t一定是具有所有权(实现send)，但是并不要求数据是否是安全的(没实现sync)。
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unsafe impl send for rwlock {}unsafe impl sync for rwlock {}
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自定义类型
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box
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