面试题：Rust并发编程中如何避免Send和Sync约束引发的数据竞争

原理阐述

Send 和 Sync 特性：
- Send：标记类型可以安全地在不同线程间传递所有权。如果类型的所有数据都实现了Send，那么该类型自动实现Send。例如，i32实现了Send，因为它可以安全地在不同线程间传递。
- Sync：标记类型可以安全地在多个线程间共享。如果类型的所有数据都实现了Sync，那么该类型自动实现Sync。例如，i32也实现了Sync，因为多个线程可以同时读取一个i32。
避免数据竞争：
- 不可变共享：使用&引用在多个线程间共享数据，Rust 的借用检查器可以确保在同一时间只有只读引用存在，从而避免数据竞争。
- 可变独占：使用mut可变引用，但在同一时间只能有一个可变引用，这也由借用检查器保证。在多线程场景下，对于可变数据，可以使用Mutex或RwLock等同步原语。Mutex提供独占访问可变数据的能力，而RwLock允许多个线程同时读，但只允许一个线程写。

示例代码

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

// 自定义类型
#[derive(Debug)]
struct MyType {
    data: i32,
}

impl Send for MyType {}
impl Sync for MyType {}

fn main() {
    let shared_data = Arc::new(Mutex::new(MyType { data: 0 }));

    let mut handles = vec![];
    for _ in 0..10 {
        let data = Arc::clone(&shared_data);
        let handle = thread::spawn(move || {
            let mut my_type = data.lock().unwrap();
            my_type.data += 1;
            println!("Thread updated data: {:?}", my_type);
        });
        handles.push(handle);
    }

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

    let final_data = shared_data.lock().unwrap();
    println!("Final data: {:?}", final_data);
}

在这个示例中：

定义了一个自定义类型MyType，并手动为它实现了Send和Sync特性（实际上，这里MyType内部的i32实现了Send和Sync，所以MyType也可以自动推导实现这两个特性）。
使用Arc<Mutex<MyType>>来在多个线程间共享可变数据。Arc是原子引用计数，用于在多个线程间共享数据，Mutex用于保证同一时间只有一个线程可以修改MyType的数据。
在每个线程中，通过lock方法获取锁（unwrap用于简单处理可能的锁获取失败情况），然后修改MyType的data字段，从而保证了多线程环境下数据访问的安全性。

星途面试题库

面试题：Rust并发编程中如何避免Send和Sync约束引发的数据竞争

知识考点

面试题答案

原理阐述

示例代码