面试题：Rust智能指针Arc与Mutex的组合应用

Arc（原子引用计数）的作用

Arc 是 std::sync::Arc，它用于在多线程环境下共享数据。Arc 通过原子引用计数，允许多个线程拥有对同一数据的不可变引用。当最后一个引用被销毁时，数据会被释放。它主要解决了多线程间数据共享的问题，因为普通的 Rc（引用计数）只能用于单线程环境，而 Arc 是线程安全的引用计数智能指针。

Mutex（互斥锁）的作用

Mutex 是 std::sync::Mutex，它用于控制对共享数据的访问。Mutex 提供了一种机制，使得在任何时刻只有一个线程可以访问被它保护的数据。线程必须先获取锁才能访问数据，访问结束后释放锁，这样就避免了数据竞争问题。

协同工作原理

Arc 用于在多线程间共享数据，而 Mutex 用于保护共享数据的访问。将数据包裹在 Mutex 中，再将这个 Mutex 用 Arc 进行共享，这样不同线程可以通过 Arc 获取到 Mutex 的引用，然后尝试获取 Mutex 的锁来安全地访问和修改共享数据。

代码示例

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

fn main() {
    let shared_data = Arc::new(Mutex::new(0));
    let mut handles = vec![];

    for _ in 0..10 {
        let data = Arc::clone(&shared_data);
        let handle = thread::spawn(move || {
            let mut num = data.lock().unwrap();
            *num += 1;
        });
        handles.push(handle);
    }

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

    println!("Final value: {}", *shared_data.lock().unwrap());
}

在这段代码中：

Arc::new(Mutex::new(0)) 创建了一个由 Arc 包裹的 Mutex，内部包含初始值为 0 的共享数据。
通过循环创建 10 个线程，每个线程克隆一份 Arc 并尝试获取 Mutex 的锁，获取成功后修改共享数据。
主线程等待所有子线程完成后，打印最终的共享数据值。这样就实现了多线程安全地访问和修改共享数据。

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面试题：Rust智能指针Arc与Mutex的组合应用

知识考点

面试题答案

Arc（原子引用计数）的作用

Mutex（互斥锁）的作用

协同工作原理

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