Rust 中 Send 與 Sync 有什麼區別

Send 與 Sync 是兩個十分相近的 trait，它們是一起保證了 Rust 的線程安全，它們又有什麼異同點呢？

（Quick Question and Answer 系列旨在對小問題做簡短解答）

• Send 表示數據能安全地被 move 到另一個線程

• Sync 表示數據能在多個線程中被同時安全地訪問

這裏 “安全” 指不會發生數據的競爭 (race condition)。

Send 代表沒有數據共享

數據如果被 move 到另一個線程裏，它還安全嗎？能正常使用嗎？如果可以，則說它是 Send。

反例：Rc[1]。我們知道 Rc 中保存了一個 reference count，記錄有多少變量引用了當前的數據，當 reference count 歸 0 時才釋放 (drop) 數據本身。現在如果我們把一個 Rc move 到另一個線程裏，儘管是 move，Rc 的實現還是決定了不同線程裏的 Rc 會指向同一個 reference count，這意味着不同的線程可能同時修改 reference count，而 Rc 內部並沒有實現同步機制，因此是不安全的。

這裏有一個推論：一個結構 (Struct) 如果不滿足 Send，是不是意味着它的某個內部數據不滿足Sync 呢？參考 Rc 的例子，就是內部的 reference count 不滿足 Sync 。只是目前沒有找到相關的證明。

Sync 代表同步

如果多個線程同時訪問某個數據，會不會產生競爭？如果還是安全的，我們就能說它是 Sync。

反例：RefCell[2]。它滿足 Send，但不滿足 Sync。RefCell 不會與本線程的其它引用共享數據，所以被 move 到其它線程是安全的。但如果有多個線程同時擁有 RefCell 的引用，並同時獲取它的可變引用 (mutable reference) 並嘗試修改它，則會產生競爭，亦即沒有滿足原子性。

marker trait

最後要說的是，Send 和 Sync 都屬於 marker trait[3]，marker trait 的特點是不包含任何方法，所以爲某個數據結構實現 marker trait 相當於人爲告訴編譯器，我實現的數據結構符合你的要求（如滿足 Send, Sync），編譯期間就放心吧。換句話說，編譯器並無法檢查你的實現到底是不是滿足 Send 或 Sync，只能選擇相信程序員的聲明，如果程序員的實現有問題，只能程序員自己背鍋了。

原文鏈接：https://lotabout.me/2018/QQA-send-vs-sync-in-rust/

參考資料

[1]

Rc: https://doc.rust-lang.org/std/rc/struct.Rc.html

[2]

RefCell: https://doc.rust-lang.org/std/cell/struct.RefCell.html

[3]

marker trait: https://doc.rust-lang.org/std/marker/index.html

[4]

線程安全: https://zhuanlan.zhihu.com/p/24142191

[5]

Shared State Concurrency: https://doc.rust-lang.org/book/second-edition/ch16-03-shared-state.html

[6]

How Rust Achieves Thread Safety: https://manishearth.github.io/blog/2015/05/30/how-rust-achieves-thread-safety/

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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/K_Nj9ppttRoV96bp04prUA