面试题：Rust结构体运算符重载下的并发安全性问题

可能出现的并发安全问题

数据竞争（Data Race）：当多个线程同时访问和修改结构体数据，并且至少有一个线程进行写操作时，就可能发生数据竞争。例如，一个线程在比较操作期间，另一个线程修改了结构体的内部数据，导致比较结果不可预测。
不一致状态（Inconsistent State）：如果结构体的状态依赖于多个相互关联的字段，在并发环境下，不同线程对这些字段的修改顺序不一致，可能导致结构体处于不一致的状态，从而影响比较结果的正确性。

解决方法

使用 Mutex 或 RwLock：
- 使用 Mutex：Mutex（互斥锁）可以保证在同一时间只有一个线程能够访问被保护的数据。通过将结构体数据封装在 Mutex 中，在重载比较运算符时，先获取 Mutex 的锁，然后进行比较操作。例如：

use std::sync::Mutex;

struct MyStruct {
    data: i32,
}

impl PartialEq for MyStruct {
    fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
        self.data == other.data
    }
}

struct ThreadSafeMyStruct {
    inner: Mutex<MyStruct>,
}

impl PartialEq for ThreadSafeMyStruct {
    fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
        let self_data = self.inner.lock().unwrap();
        let other_data = other.inner.lock().unwrap();
        self_data == other_data
    }
}

使用 RwLock：如果读操作远多于写操作，可以使用 RwLock。读操作可以并发进行，写操作则独占锁。在比较运算符中，使用 read 方法获取读锁来进行比较。例如：

use std::sync::RwLock;

struct MyStruct {
    data: i32,
}

impl PartialEq for MyStruct {
    fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
        self.data == other.data
    }
}

struct ThreadSafeMyStruct {
    inner: RwLock<MyStruct>,
}

impl PartialEq for ThreadSafeMyStruct {
    fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
        let self_data = self.inner.read().unwrap();
        let other_data = other.inner.read().unwrap();
        self_data == other_data
    }
}

方法保证安全性的原因

Mutex：Mutex 的设计确保了同一时间只有一个线程能够获取锁并访问内部数据。在比较操作时，通过 lock 方法获取锁，这就防止了其他线程在比较过程中修改数据，从而避免了数据竞争和不一致状态问题。
RwLock：对于读操作，RwLock 允许多个线程同时获取读锁，因为读操作不会修改数据，所以不会产生数据竞争。对于写操作，RwLock 会独占锁，阻止其他读、写操作，保证了在写操作期间数据的一致性。在比较运算符中使用读锁，既保证了并发读的效率，又避免了并发写导致的数据竞争和不一致状态问题。

星途面试题库

面试题：Rust结构体运算符重载下的并发安全性问题

知识考点

面试题答案

可能出现的并发安全问题

解决方法

方法保证安全性的原因