Rust 的简单线程安全细胞

PtrCell 是一种原子细胞类型，允许安全、并发访问共享数据。无需 std、无数据竞争、无 未知行为（未定义的行为），最重要的是，无锁

此类型仅在需要通过进出它来更新共享值的情况下有用。如果您想通过可变引用并发更新值，并且不需要对 no_std 的支持，请查看标准 Mutex 和 RwLock

提供

• 熟悉度：PtrCell 的 API 是模仿 std 的 Cell

• 易于并发：不再需要 Arc<Mutex<T>>、Arc::clone() 和 Mutex::lock().expect()！在需要时将数据保持静态，并指向它。在大多数现代平台上这是一条 单指令

限制

• 堆分配：每个插入到 PtrCell 的值都必须首先使用 Box 分配。在堆上分配在计算上是一个相对昂贵的操作。为了解决这个问题，细胞公开了一个指针 API，可以用来避免多次分配相同的值。未来的版本将主要依赖于堆栈

目录

• 安装
• 使用
• 语义
• 示例
• 贡献
• 许可证

安装

只需使用Cargo添加crate

cargo add ptr_cell

使用

use ptr_cell::{PtrCell, Semantics::Relaxed};

let cell: PtrCell<u16> = 0x81D.into();

assert_eq!(cell.replace(Some(2047), Relaxed), Some(0x81D));
assert_eq!(cell.is_empty(Relaxed), false);
assert_eq!(cell.take(Relaxed), Some(2047))

语义

PtrCell 允许您通过 Semantics 枚举指定其内部原子操作的记忆顺序语义。每个变体在同步和性能之间的平衡方式都不同。以下是可用语义的比较

Coupled 是您通常会用到的。然而，其他顺序也有其用例。例如，Relaxed 语义可能在操作已经通过其他方式同步（如 fences）时很有用。就像往常一样，每个项目的文档包含更多详细信息

示例

下面的代码通过并发处理序列的一半来找到序列的最大值。注意代码没有读取共享值。相反，它使用移动操作，并在新数据到来时纠正先前的操作

use ptr_cell::{PtrCell, Semantics};
use std::sync::Arc;

fn main() {
    const VALUES: [u8; 11] = [47, 12, 88, 45, 67, 34, 78, 90, 11, 77, 33];

    let cell = PtrCell::default();
    let maximum = Arc::new(cell);

    let (left, right) = VALUES.split_at(VALUES.len() / 2);

    let handles = [left, right].map(|half| {
        let maximum = Arc::clone(&maximum);

        std::thread::spawn(move || maximize_in(half, &maximum))
    });

    for worker in handles {
        if let Err(payload) = worker.join() {
            std::panic::resume_unwind(payload)
        }
    }

    assert_eq!(maximum.take(), Some(90))
}

fn maximize_in<T>(sequence: &[T], buffer: &PtrCell<T>)
where
    T: Ord + Copy,
{
    for &item in sequence {
        let mut slot = Some(item);

        loop {
            let previous = buffer.replace(slot, Semantics::Relaxed);

            match slot < previous {
                true => slot = previous,
                false => break,
            }
        }
    }
}

贡献

是的，请！参见 CONTRIBUTING.md

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许可证

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