面试题：Rust读写锁在多线程环境下的基础使用场景

Question

请描述在Rust中，读写锁（如`std::sync::RwLock`）适合在哪些多线程场景下使用？并举例说明如何使用`RwLock`来保护共享数据，使得多个线程可以安全地读取数据，同时保证写操作的原子性。

Answer 1

适用场景

1. 读多写少场景：当大部分操作是读取共享数据，而写操作相对较少时，RwLock能显著提升性能。因为多个线程可以同时获取读锁进行读取，不会相互阻塞，只有在写操作时才需要独占锁。例如，一个存储配置信息的共享数据结构，程序启动后配置信息很少改变，但在运行过程中有大量线程需要读取这些配置。
2. 数据一致性要求高：确保在写操作时，其他线程不能读取或写入，保证数据的原子性修改，避免数据处于不一致状态。比如在银行账户余额的操作场景，在更新余额时必须保证操作的原子性，防止其他线程在更新过程中读取到错误的余额。

使用示例

use std::sync::{Arc, RwLock};
use std::thread;

fn main() {
    // 创建一个RwLock包裹的共享数据
    let data = Arc::new(RwLock::new(0));

    // 定义10个读取线程
    let mut read_handles = vec![];
    for _ in 0..10 {
        let data_clone = Arc::clone(&data);
        let handle = thread::spawn(move || {
            let value = data_clone.read().unwrap();
            println!("Read value: {}", value);
        });
        read_handles.push(handle);
    }

    // 定义一个写入线程
    let write_handle = thread::spawn(move || {
        let mut value = data.write().unwrap();
        *value = 42;
        println!("Write value: {}", value);
    });

    // 等待所有读取线程完成
    for handle in read_handles {
        handle.join().unwrap();
    }
    // 等待写入线程完成
    write_handle.join().unwrap();
}

在上述代码中：

1. Arc用于在多个线程间共享RwLock。
2. 多个读取线程通过data.read().unwrap()获取读锁读取数据。
3. 写入线程通过data.write().unwrap()获取写锁修改数据，保证写操作的原子性。