面试题：Rust Result枚举在并发文件操作中的错误处理优化

设计思路

错误处理：使用Rust的Result枚举来处理文件操作可能出现的错误。Result有两个变体：Ok(T)表示操作成功，包含操作结果；Err(E)表示操作失败，包含错误信息。
同步机制：
- 资源竞争：使用Mutex（互斥锁）来保护对文件的访问。Mutex确保在同一时间只有一个线程可以访问文件，从而避免资源竞争。
- 死锁：为了避免死锁，需要合理安排锁的获取顺序，确保所有线程以相同的顺序获取锁。

关键代码示例

use std::fs::{self, File};
use std::io::{self, Write};
use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::thread;

// 定义一个结构体来持有文件和互斥锁
struct FileWrapper {
    file: File,
    mutex: Mutex<()>,
}

impl FileWrapper {
    fn new(path: &str) -> Result<Self, io::Error> {
        let file = fs::OpenOptions::new()
           .read(true)
           .write(true)
           .create(true)
           .open(path)?;
        Ok(Self {
            file,
            mutex: Mutex::new(()),
        })
    }

    fn write_to_file(&self, data: &str) -> Result<(), io::Error> {
        let _lock = self.mutex.lock().unwrap();
        self.file.write_all(data.as_bytes())?;
        self.file.flush()?;
        Ok(())
    }

    fn read_from_file(&self) -> Result<String, io::Error> {
        let _lock = self.mutex.lock().unwrap();
        let mut contents = String::new();
        self.file.read_to_string(&mut contents)?;
        Ok(contents)
    }
}

fn main() {
    let file1 = Arc::new(FileWrapper::new("file1.txt").expect("Failed to open file1"));
    let file2 = Arc::new(FileWrapper::new("file2.txt").expect("Failed to open file2"));

    let file1_clone = file1.clone();
    let file2_clone = file2.clone();

    let handle1 = thread::spawn(move || {
        file1_clone.write_to_file("Data written from thread 1").unwrap();
        let data = file2_clone.read_from_file().unwrap();
        println!("Data read from file2 in thread 1: {}", data);
    });

    let handle2 = thread::spawn(move || {
        file2.write_to_file("Data written from thread 2").unwrap();
        let data = file1.read_from_file().unwrap();
        println!("Data read from file1 in thread 2: {}", data);
    });

    handle1.join().unwrap();
    handle2.join().unwrap();
}

代码说明

FileWrapper结构体：包含一个File实例和一个Mutex。Mutex用于保护对File的访问。
new方法：用于打开文件并初始化FileWrapper实例。
write_to_file和read_from_file方法：在访问文件前获取Mutex的锁，确保同一时间只有一个线程可以访问文件。
main函数：创建两个FileWrapper实例，并在两个线程中分别对文件进行读写操作。通过合理的锁机制，避免了资源竞争和死锁。

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