面试题：Rust中条件变量如何与互斥锁协同工作

Condvar 与 Mutex 协同工作原理：
- Mutex：用于保护共享资源，确保同一时间只有一个线程可以访问共享资源，防止数据竞争。在Rust中，Mutex 通过 lock 方法获取锁，获取成功后才能访问其内部的数据。
- Condvar：条件变量依赖于 Mutex 工作，用于线程间的同步和通信。它允许线程在满足特定条件时被唤醒，从而避免不必要的轮询。Condvar 主要有 wait 和 notify 系列方法。wait 方法会释放其关联的 Mutex 锁，并阻塞当前线程，直到被其他线程通过 notify 唤醒，唤醒后会重新获取 Mutex 锁。notify_one 唤醒一个等待在条件变量上的线程，notify_all 唤醒所有等待在条件变量上的线程。
生产者 - 消费者模型示例：

use std::sync::{Arc, Condvar, Mutex};
use std::thread;

struct SharedQueue<T> {
    queue: Vec<T>,
    capacity: usize,
}

impl<T> SharedQueue<T> {
    fn new(capacity: usize) -> Self {
        SharedQueue {
            queue: Vec::with_capacity(capacity),
            capacity,
        }
    }

    fn push(&mut self, item: T) {
        self.queue.push(item);
    }

    fn pop(&mut self) -> Option<T> {
        self.queue.pop()
    }
}

fn main() {
    let shared_queue = Arc::new((Mutex::new(SharedQueue::<i32>::new(5)), Condvar::new()));
    let producer_shared_queue = shared_queue.clone();
    let consumer_shared_queue = shared_queue.clone();

    let producer = thread::spawn(move || {
        for i in 0..10 {
            let (queue_mutex, condvar) = &*producer_shared_queue;
            let mut queue = queue_mutex.lock().unwrap();
            while queue.queue.len() == queue.capacity {
                queue = condvar.wait(queue).unwrap();
            }
            queue.push(i);
            println!("Producer produced: {}", i);
            condvar.notify_one();
        }
    });

    let consumer = thread::spawn(move || {
        for _ in 0..10 {
            let (queue_mutex, condvar) = &*consumer_shared_queue;
            let mut queue = queue_mutex.lock().unwrap();
            while queue.queue.is_empty() {
                queue = condvar.wait(queue).unwrap();
            }
            if let Some(item) = queue.pop() {
                println!("Consumer consumed: {}", item);
                condvar.notify_one();
            }
        }
    });

    producer.join().unwrap();
    consumer.join().unwrap();
}

在上述代码中：

生产者线程获取 Mutex 锁后，检查共享队列是否已满，如果已满则调用 Condvar 的 wait 方法，释放 Mutex 锁并等待被唤醒。当被唤醒后重新获取 Mutex 锁，将数据放入队列，并调用 notify_one 唤醒一个等待的消费者线程。
消费者线程获取 Mutex 锁后，检查共享队列是否为空，如果为空则调用 Condvar 的 wait 方法，释放 Mutex 锁并等待被唤醒。当被唤醒后重新获取 Mutex 锁，从队列中取出数据，并调用 notify_one 唤醒一个等待的生产者线程。通过 Mutex 保护共享队列，通过 Condvar 实现生产者和消费者线程之间的同步，确保数据的正确传递并避免竞争条件。

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