面试题：Rust中Send和Sync trait的基本定义与作用

Question

请简述Rust中Send和Sync这两个trait的基本定义，以及它们在并发编程中起到了怎样的作用？在哪些常见场景下会涉及到这两个trait的使用？

Answer 1

Send trait

• 基本定义：Send 是一个标记trait（marker trait），它表明实现了该trait的类型可以安全地跨线程发送（transfer ownership between threads）。如果一个类型 T 实现了 Send，意味着 T 的值可以在线程之间传递所有权。
• 并发编程作用：它确保了在多线程环境下，当一个值从一个线程移动到另一个线程时，不会出现未定义行为。Rust通过类型系统来保证这一点，使得线程间数据传递更加安全。
• 常见场景：几乎所有 Rust 的基本类型（如 i32、String、Vec<T> 等）都实现了 Send。例如，当你使用 std::thread::spawn 创建一个新线程，并将某个值传递给新线程时，该值的类型必须实现 Send。

Sync trait

• 基本定义：Sync 也是一个标记trait，它表明实现了该trait的类型可以安全地在多个线程间共享（shared reference between threads）。如果一个类型 T 实现了 Sync，意味着可以在多个线程中同时拥有指向 T 的不可变引用（&T）。
• 并发编程作用：它保证了在多线程环境下，共享数据不会出现数据竞争等未定义行为。这是Rust实现线程安全的重要保障，通过类型系统在编译期进行检查。
• 常见场景：大部分Rust的基本类型也实现了 Sync。例如，Arc<T> 类型只有在 T: Sync 时，才可以安全地在多个线程间共享引用。像 Mutex<T> 类型，只有当 T: Sync 时，才可以在线程间共享，因为 Mutex 是用来保护内部数据以实现线程安全访问的。