Rust：在线程池中共享变量

1 最简单的试验

声明一个只读的局部变量，在线程池共享，代码如下：

use std::thread;

fn work(data: &String) {
    }
fn main() {
    
    let s = "hello".to_string();
    for _ in 0..10 {
    
        thread::spawn(|| work(&s));
    }
}

编译错误提示：

error[E0373]: closure may outlive the current function, but it borrows `s`, which is owned by the current function
 --> src\main.rs:9:23
  |
9 |         thread::spawn(|| work(&s));
  |                       ^^       - `s` is borrowed here
  |                       |
  |                       may outlive borrowed value `s`
  |
note: function requires argument type to outlive `'static`

错误信息说，闭包的生命周期，可能比借用的变量 s 的生命周期还长。因此，在线程池借用局部变量是无法编译过去的。

2 闭包中使用局部变量，move 还是 borrow？

既然借用局部变量行不通，我就来个所有权转移行不行？

use std::thread;

fn work(data: String) {
    }
fn main() {
    
    let s = "hello".to_string();
    for _ in 0..10 {
    
        thread::spawn(|| work(s.clone()));
    }
}

结果还是报错：

error[E0373]: closure may outlive the current function, but it borrows `s`, which is owned by the current function
 --> src\main.rs:9:23
  |
9 |         thread::spawn(|| work(s.clone()));
  |                       ^^      - `s` is borrowed here
  |                       |
  |                       may outlive borrowed value `s`
  |

还是认为 s 被借用了。我分析原因，只要 s 出现在闭包中，如果闭包有 move 修饰，就算是所有权转移，如果没有 move 修饰，就算是被借用了（不知理解是否正确）。可以把闭包看作是一个运算式或者函数，只要其中出现了变量 s，就算借用了s，就是把 s 改成 (&s) 也不行。

既然如此，代码修改如下，编译成功：

use std::thread;

fn work(data: String) {
    }
fn main() {
    
    let s = "hello".to_string();
    for _ in 0..10 {
    
        let t = s.clone();
        thread::spawn(|| work(t));
    }
}

3 使用智能指针 Arc，共享局部变量

但这样一来，就没有共享了。于是乎，想到了 Arc 这个智能指针，实现了局部变量的线程池共享。

use std::sync::Arc;
use std::thread;

fn work(t: Arc<String>) {
    }
fn main() {
    
    let s = Arc::new("hello".to_string());
    for _ in 0..10 {
    
        let p = s.clone();
        thread::spawn(move|| work(p));
    }
}

4 只读共享全局变量

如果变量是只读共享，Arc 还是略有麻烦，最好的办法还是用全局变量共享。于是代码修改如下：

use std::thread;

fn work(data: &String) {
    }
fn main() {
    
    static mut s: String = String::new();
    s = "hello".to_string();
    for _ in 0..10 {
    
        thread::spawn(|| work(&s));
    }
}

错误信息如下：

error[E0133]: use of mutable static is unsafe and requires unsafe function or block
 --> src\main.rs:9:31
  |
9 |         thread::spawn(|| work(&s));
  |                               ^^ use of mutable static
  |
  = note: mutable statics can be mutated by multiple threads: aliasing violations or data races will cause undefined behavior

说是可修改的全局变量被引用时，必须用 unsafe 修饰。我有些崩溃了，看样子想在 rust 中高效只读共享全局变量，也必须的 unsafe 才行。

use std::thread;

fn work(data: &String) {
    }
fn main() {
    
    static mut s: String = String::new();
    unsafe {
    
        s = "hello".to_string();
        for _ in 0..10 {
    
            thread::spawn(|| work(&s));
        }
    }
}