面试题：Rust中Arc与Mutex如何配合实现线程同步

Arc（原子引用计数）工作原理

Arc 是 Rust 标准库提供的原子引用计数智能指针。它通过内部维护一个引用计数，当引用该指针的地方增多或减少时，引用计数相应地增加或减少。当引用计数降为 0 时，Arc 指向的资源会被自动释放。Arc 能够在多线程环境下安全地共享数据，因为其引用计数的操作是原子的，避免了数据竞争。

Mutex（互斥锁）工作原理

Mutex（互斥锁）用于控制对共享资源的访问。它只有一个锁，线程在访问共享资源前必须先获取锁，访问完成后释放锁。如果一个线程已经获取了锁，其他线程尝试获取锁时会被阻塞，直到锁被释放，以此保证同一时间只有一个线程能访问共享资源，从而避免数据竞争。

代码示例

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

fn main() {
    // 创建一个 Arc 包裹的 Mutex，内部包裹一个 i32 类型的数据
    let shared_data = Arc::new(Mutex::new(0));

    let mut handles = vec![];
    for _ in 0..10 {
        // 克隆 Arc，以便每个线程都有自己的引用
        let data = Arc::clone(&shared_data);
        let handle = thread::spawn(move || {
            // 获取 Mutex 的锁
            let mut num = data.lock().unwrap();
            *num += 1;
        });
        handles.push(handle);
    }

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

    // 打印最终结果
    println!("Final value: {}", *shared_data.lock().unwrap());
}

在上述代码中：

首先创建了一个 Arc<Mutex<i32>> 类型的 shared_data，这使得数据可以在多线程间安全共享，并且通过 Mutex 来控制对内部 i32 数据的访问。
然后通过循环创建 10 个线程，每个线程克隆 Arc 并尝试获取 Mutex 的锁，对内部数据进行加 1 操作。
主线程等待所有子线程执行完毕后，获取锁并打印最终的数据值。

面试题：Rust中Arc与Mutex如何配合实现线程同步

知识考点

面试题答案

Arc（原子引用计数）工作原理

Mutex（互斥锁）工作原理

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