multithreading - ¿Cómo comparto un objeto mutable entre hilos usando Arc?

concurrency rust

Question

Estoy tratando de compartir un objeto mutable entre subprocesos en Rust usando Arc , pero recibo este error:

error[E0596]: cannot borrow data in a `&` reference as mutable
  --> src/main.rs:11:13
   |
11 |             shared_stats_clone.add_stats();
   |             ^^^^^^^^^^^^^^^^^^ cannot borrow as mutable

Este es el código de muestra:

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

fn main() {
    let total_stats = Stats::new();
    let shared_stats = Arc::new(total_stats);

    let threads = 5;
    for _ in 0..threads {
        let mut shared_stats_clone = shared_stats.clone();
        thread::spawn(move || {
            shared_stats_clone.add_stats();
        });
    }
}

struct Stats {
    hello: u32,
}

impl Stats {
    pub fn new() -> Stats {
        Stats { hello: 0 }
    }

    pub fn add_stats(&mut self) {
        self.hello += 1;
    }
}

¿Que puedo hacer?

Answer 1

La documentación de Arc dice:

Las referencias compartidas en Rust no permiten la mutación de forma predeterminada, y Arc no es una excepción: generalmente no puede obtener una referencia mutable a algo dentro de un Arc . Si necesita mutar a través de un Arc , use Mutex , RwLock o uno de los tipos Atomic .

Es probable que desee un Mutex combinado con un Arc :

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

struct Stats;

impl Stats {
    fn add_stats(&mut self, _other: &Stats) {}
}

fn main() {
    let shared_stats = Arc::new(Mutex::new(Stats));

    let threads = 5;
    for _ in 0..threads {
        let my_stats = shared_stats.clone();
        thread::spawn(move || {
            let mut shared = my_stats.lock().unwrap();
            shared.add_stats(&Stats);
        });
        // Note: Immediately joining, no multithreading happening!
        // THIS WAS A LIE, see below
    }
}

Esto se basa principalmente en la documentación de Mutex .

¿Cómo puedo usar shared_stats después de for? (Estoy hablando del objeto Stats). Parece que shared_stats no se puede convertir fácilmente a Stats.

A partir de Rust 1.15, es posible recuperar el valor . Vea mi respuesta adicional para otra solución también.

[Un comentario en el ejemplo] dice que no hay subprocesos múltiples. ¿Por qué?

¡Porque me confundí! :-)

En el código de ejemplo, el resultado de thread::spawn (un JoinHandle ) se descarta inmediatamente porque no está almacenado en ningún lado. Cuando se cae el asa, el hilo se separa y puede o no terminar nunca. Lo estaba confundiendo con JoinGuard , una antigua API eliminada que se unió cuando se descartó. ¡Perdón por la confusion!

Para un poco de editorial, sugiero evitar la mutabilidad por completo:

use std::{ops::Add, thread};

#[derive(Debug)]
struct Stats(u64);

// Implement addition on our type
impl Add for Stats {
    type Output = Stats;
    fn add(self, other: Stats) -> Stats {
        Stats(self.0 + other.0)
    }
}

fn main() {
    let threads = 5;

    // Start threads to do computation
    let threads: Vec<_> = (0..threads).map(|_| thread::spawn(|| Stats(4))).collect();

    // Join all the threads, fail if any of them failed
    let result: Result<Vec<_>, _> = threads.into_iter().map(|t| t.join()).collect();
    let result = result.unwrap();

    // Add up all the results
    let sum = result.into_iter().fold(Stats(0), |i, sum| sum + i);
    println!("{:?}", sum);
}

Aquí, mantenemos una referencia a JoinHandle y luego esperamos a que finalicen todos los hilos. Luego recopilamos los resultados y los sumamos todos. Este es el patrón de reducción de mapa común. Tenga en cuenta que ningún hilo necesita mutabilidad, todo sucede en el hilo maestro.