07-线程基础

8.3.1　线程基础

如前所述，每个程序都以一个主线程开始启动。要从程序中的任意位置创建独立的执行点，主线程可以生成一个新线程，该线程将成为其子线程，子线程可以进一步产生自己的线程。让我们看看在Rust中如何以最简单的方式通过线程实现应用程序的并发：

// thread_basics.rs
use std::thread;
fn main() {
    thread::spawn(|| {
        println!("Thread!");
        "Much concurrent, such wow!".to_string()
    });
    print!("Hello ");
}

在main函数中，我们会调用thread模块的spawn函数，该模块将一个无参数闭包作为参数。在这个闭包中，我们可以编写任何想要作为单独线程并发执行的代码。在闭包中，我们可以只是简单地输出一些文本并返回一个字符串。编译和运行此程序后，我们得到了以下输出结果：

$ rustc thread_basics.rs
$ ./thread_basics
Hello

很奇怪，我们看到“Hello”被输出，那么子线程中的“println!("Thread!");”语句到底发生了什么？对spawn的调用会创建线程并立即返回，线程开始并发执行而不会阻塞后面的指令。子线程是以分离状态创建的。在子线程有机会运行代码之前，程序抵达“print!("Hello");”语句时从main函数返回并退出。因此，子线程中的代码根本不会执行。为了允许子线程执行代码，我们需要等待子线程。为此，我们需要先将spawn返回的值分配给变量：

let child = thread::spawn(|| {
    print!("Thread!");
    String::from("Much concurrent, such wow!")
});

spawn函数会返回一个JoinHandle类型的值，我们将其存放在变量child中。这种类型是子线程的句柄，可用于连接线程——换句话说就是等待它的终止。如果我们忽略线程的JoinHandle类型，就没有办法等待线程。继续解析我们的代码，从main函数退出之前在子线程上调用join方法：

let value = child.join().expect("Failed joining child thread");

调用join会阻塞当前线程，并在执行join调用之后的任何代码行之前等待子线程完成。它返回一个Result值。由于我们知道这个线程没有发生灾难性故障，可以调用expect方法来获取 Result 中的字符串。如果一个线程正在连接自身或者遇到死锁，那么连接线程可能会失败。在这种情况下，它会返回一个Err变量，其值会传递给处理错误的panic!宏，不过这种情况下返回的值是Any类型，必须将其转换为适当的类型。我们更新后的代码如下所示：

// thread_basics_join.rs
use std::thread;
fn main() {
    let child = thread::spawn(|| {
        println!("Thread!");
        String::from("Much concurrent, such wow!")
    });
    print!("Hello ");
    let value = child.join().expect("Failed joining child thread");
    println!("{}", value);
}

这是程序的输出结果：

$ ./thread_basics_join
Hello Thread!
Much concurrent, such wow!

我们编写了第一个并发的hello world程序。接下来让我们来探索thread模块的其他API。