面试题：Rust原子操作如何优化进度报告中的数据同步

Question

在Rust中，假设你正在编写一个多线程程序来更新进度报告，不同线程可能会同时修改进度值。请描述如何使用原子操作来确保数据同步，并给出一个简单的代码示例，展示如何使用原子类型来更新进度变量。

Answer 1

1. 原子操作确保数据同步原理：
   • 在Rust中，原子类型（如std::sync::atomic::AtomicU32等）提供了对基本数据类型的原子操作。原子操作是不可中断的操作，多个线程同时对原子类型进行操作时，不会出现数据竞争。通过使用原子类型，我们可以安全地在多线程环境下更新共享数据。
2. 代码示例：

use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::sync::atomic::{AtomicU32, Ordering};
use std::thread;

fn main() {
    let progress = Arc::new(AtomicU32::new(0));
    let handles = (0..10).map(|_| {
        let progress_clone = progress.clone();
        thread::spawn(move || {
            for _ in 0..100 {
                progress_clone.fetch_add(1, Ordering::Relaxed);
            }
        })
    }).collect::<Vec<_>>();

    for handle in handles {
        handle.join().unwrap();
    }

    println!("Final progress: {}", progress.load(Ordering::Relaxed));
}

在这个示例中：

• 我们使用Arc<AtomicU32>来在多个线程间共享AtomicU32类型的progress变量。Arc（原子引用计数）用于在多个线程间安全地共享数据，而AtomicU32确保对其进行的操作是原子的。
• 在每个线程中，使用fetch_add方法原子地增加progress的值。Ordering::Relaxed表示该操作是一个宽松的原子操作，在这种场景下满足我们的需求。
• 最后，主线程等待所有线程完成，并打印最终的进度值。