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面试题:Rust 中通信顺序进程模型的基础实现

请描述在 Rust 中实现通信顺序进程(CSP)模型的基本概念,并使用 Rust 代码示例展示如何创建两个进程并通过通道进行简单消息传递。
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编程语言Rust

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1. CSP 模型基本概念

通信顺序进程(CSP)模型是一种并发编程模型,它强调通过进程间的消息传递进行通信,而不是共享内存。在 CSP 中,进程是独立的实体,它们通过通道(channel)发送和接收消息来进行交互。这种模型有助于避免共享内存并发编程中常见的竞态条件(race condition)等问题,使并发程序更易于理解和维护。

2. Rust 代码示例

use std::sync::mpsc;
use std::thread;

fn main() {
    // 创建一个通道,用于在两个线程之间传递消息
    let (tx, rx) = mpsc::channel();

    // 克隆发送端,以便在新线程中使用
    let tx1 = tx.clone();

    // 创建第一个线程
    let handle1 = thread::spawn(move || {
        // 发送消息到通道
        tx1.send(String::from("Hello from thread 1")).unwrap();
    });

    // 创建第二个线程
    let handle2 = thread::spawn(move || {
        // 发送消息到通道
        tx.send(String::from("Hello from thread 2")).unwrap();
    });

    // 主线程从通道接收消息
    for _ in 0..2 {
        match rx.recv() {
            Ok(msg) => println!("Received: {}", msg),
            Err(_) => println!("Receive error"),
        }
    }

    // 等待线程结束
    handle1.join().unwrap();
    handle2.join().unwrap();
}

在上述代码中:

  • 使用 mpsc::channel() 创建了一个通道,tx 是发送端,rx 是接收端。
  • 克隆了发送端 tx1,以便在不同的线程中使用。
  • 两个线程 handle1handle2 分别通过发送端 tx1tx 向通道发送消息。
  • 主线程通过接收端 rx 接收并打印消息。最后等待两个线程结束。