面试题：Rust并发算法在生产者 - 消费者模型中的应用

use std::sync::mpsc::{channel, Receiver, Sender};
use std::thread;
use rand::Rng;

fn main() {
    let (tx, rx): (Sender<i32>, Receiver<i32>) = channel();

    let producer = thread::spawn(move || {
        let mut rng = rand::thread_rng();
        loop {
            let num = rng.gen_range(1..100);
            if let Err(e) = tx.send(num) {
                eprintln!("Producer error: {:?}", e);
                break;
            }
        }
    });

    let consumer = thread::spawn(move || {
        loop {
            match rx.recv() {
                Ok(num) => {
                    let square = num * num;
                    println!("Square of {} is {}", num, square);
                }
                Err(e) => {
                    eprintln!("Consumer error: {:?}", e);
                    break;
                }
            }
        }
    });

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

Rust内存安全机制在该模型中的作用

所有权系统：Rust 的所有权系统确保每个值都有一个唯一的所有者，在生产者 - 消费者模型中，通道发送和接收数据时，所有权会转移。例如，tx.send(num) 将 num 的所有权转移到通道，保证了同一时间只有一个线程可以访问该数据，避免数据竞争。
借用规则：借用规则规定在同一时间，要么只能有一个可变借用（可变引用），要么可以有多个不可变借用（不可变引用），但不能同时存在可变和不可变借用。在这个模型中，没有显式使用借用，但它从底层保证了通道内部数据的访问一致性，防止因错误的引用导致内存安全问题。
生命周期：Rust 要求所有引用都有明确的生命周期，这确保了引用不会指向已经释放的内存。在生产者 - 消费者模型中，通道的生命周期和线程的生命周期紧密相关，例如，当生产者线程结束后，通过 drop(tx) 主动关闭通道，消费者线程通过 rx.recv() 的返回值得知通道关闭，避免了消费者继续从已关闭通道接收数据导致的未定义行为。
线程安全：Rust 的类型系统和所有权系统使得在多线程环境下编写安全代码更容易。std::sync::mpsc 模块提供的通道本身就是线程安全的，通过所有权转移和借用规则，在多线程间传递数据时保证了内存安全，避免了死锁和数据竞争问题。

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面试题：Rust并发算法在生产者 - 消费者模型中的应用

知识考点

面试题答案

Rust内存安全机制在该模型中的作用