面试题：Rust重排检测基础方法

在Rust中，std::sync::atomic模块提供了原子类型，可用于避免数据竞争，并且原子操作也可以对内存顺序进行控制，一定程度上防止重排现象。

检测数据竞争：
- 数据竞争通常发生在多个线程同时访问共享可变数据，且至少有一个是写操作，并且没有适当的同步机制时。std::sync::atomic中的原子类型通过提供原子操作，使得对这些类型的读写操作是线程安全的，从而避免数据竞争。
- 例如，AtomicUsize类型可以安全地在多线程环境下读写：

use std::sync::atomic::{AtomicUsize, Ordering};
use std::thread;

fn main() {
    let counter = AtomicUsize::new(0);
    let mut handles = vec![];
    for _ in 0..10 {
        let counter = counter.clone();
        let handle = thread::spawn(move || {
            counter.fetch_add(1, Ordering::SeqCst);
        });
        handles.push(handle);
    }
    for handle in handles {
        handle.join().unwrap();
    }
    assert_eq!(counter.load(Ordering::SeqCst), 10);
}

在这个例子中，多个线程同时对AtomicUsize类型的counter进行fetch_add操作。由于fetch_add是原子操作，不会出现数据竞争。

检测重排现象：
- 现代CPU和编译器为了优化性能，可能会对指令进行重排。原子操作的内存顺序参数可以控制这种重排。
- 例如，Ordering::SeqCst（顺序一致性）内存顺序会阻止编译器和CPU对原子操作进行重排，以保证所有线程看到的操作顺序一致。

use std::sync::atomic::{AtomicBool, AtomicUsize, Ordering};
use std::thread;

fn main() {
    let ready = AtomicBool::new(false);
    let data = AtomicUsize::new(0);

    let handle = thread::spawn(move || {
        data.store(42, Ordering::SeqCst);
        ready.store(true, Ordering::SeqCst);
    });

    while!ready.load(Ordering::SeqCst) {
        // 等待
    }
    assert_eq!(data.load(Ordering::SeqCst), 42);
    handle.join().unwrap();
}

在这个例子中，使用Ordering::SeqCst内存顺序，确保data.store(42, Ordering::SeqCst)操作在ready.store(true, Ordering::SeqCst)之前完成，并且主线程在ready.load(Ordering::SeqCst)为true后读取data时，能看到正确的值42，防止了可能的指令重排导致的错误。

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