面试题：Rust引用在并发编程中的基础应用

主要区别

所有权语义：
- &引用：不拥有数据，只是借用数据。多个&引用可以同时指向同一个数据，但是在同一作用域内不能同时存在可变&mut引用和不可变&引用（除了&mut引用单独存在的情况），以确保数据一致性。
- Rc<T>：通过引用计数拥有数据的部分所有权。多个Rc<T>实例可以指向同一个数据，当最后一个Rc<T>实例被销毁时，其所指向的数据也会被销毁。
线程安全性：
- &引用：本身不是线程安全的。在并发场景下，如果多个线程同时访问和修改通过&引用指向的数据，会导致数据竞争，除非使用线程同步机制（如Mutex等）来保护数据。
- Rc<T>：同样不是线程安全的。Rc<T>主要用于单线程环境，因为其引用计数的修改不是原子操作，在多线程环境下使用会导致未定义行为。

适用的并发编程需求

&引用：
- 适用于在单线程内部，需要在不同函数或代码块之间传递数据的只读或短暂写访问场景。例如，在一个函数内部，将数据传递给另一个函数进行只读操作：

fn print_number(num: &i32) {
    println!("The number is: {}", num);
}

fn main() {
    let my_num = 42;
    print_number(&my_num);
}

Rc<T>：
- 适用于单线程环境下，需要在多个对象之间共享数据，且数据不会被修改（或者使用内部可变性机制如Cell或RefCell来实现安全的修改）的场景。例如，在一个单线程的图形渲染系统中，多个图形对象可能共享同一个材质数据：

use std::rc::Rc;

struct Material {
    name: String,
    // other properties
}

struct Shape {
    material: Rc<Material>,
    // other shape - related properties
}

fn main() {
    let shared_material = Rc::new(Material {
        name: "plastic".to_string(),
        // initialize other properties
    });

    let shape1 = Shape {
        material: Rc::clone(&shared_material),
        // initialize other shape - related properties
    };

    let shape2 = Shape {
        material: Rc::clone(&shared_material),
        // initialize other shape - related properties
    };
}

在并发场景下，如果需要共享可修改的数据，Rc<T>配合Mutex等同步原语可以实现线程安全的共享，但更推荐使用线程安全的Arc<T>类型。例如：

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

fn main() {
    let shared_data = Arc::new(Mutex::new(0));
    let data_clone = Arc::clone(&shared_data);

    std::thread::spawn(move || {
        let mut data = data_clone.lock().unwrap();
        *data += 1;
    }).join().unwrap();

    let mut data = shared_data.lock().unwrap();
    println!("Data: {}", *data);
}

这里Arc<T>类似Rc<T>，但可以安全地在多线程间传递，Mutex用于保护数据的并发访问。

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面试题：Rust引用在并发编程中的基础应用

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面试题答案

主要区别

适用的并发编程需求