Concurrency, Testing & Cargo

Fearless Concurrency — สิ่งที่จะได้เรียนในโมดูลนี้

หนึ่งในข้อเรียกร้องที่กล้าหาญที่สุดของ Rust คือ fearless concurrency (การทำงานพร้อมกันอย่างไม่หวั่นเกรง): การเขียนโปรแกรมแบบหลาย-thread โดยไม่มี data race ที่รบกวน C, C++ หรือแม้แต่ Java คอมไพเลอร์บังคับใช้กฎ ownership เดิมที่ขอบเขตของ thread เปลี่ยนบั๊กทั้งคลาสให้เป็น compile-time error แทนที่จะเป็น runtime failure ที่หาได้ยาก

โมดูลนี้สำรวจสี่เสาหลักของ Rust ในการใช้งานจริง:

บทเรียน	หัวข้อ	รันได้
Threads	`std::thread`, `Arc<Mutex<T>>`, การ join handle	ได้ — Playground ใน browser
Channels	`std::sync::mpsc`, send/receive, การส่งต่อ ownership	ได้ — Playground ใน browser
Async Intro	`async`/`.await`, futures, tokio runtime	เฉพาะ Cargo project เท่านั้น
Cargo & Tests	`cargo new`, `#[test]`, `cargo test`	เฉพาะ Cargo project เท่านั้น

สองโมเดลของ Concurrency

standard library ของ Rust มี OS threads ผ่าน std::thread แต่ละ thread คือ thread ระดับ OS จริง ๆ ที่มี stack ของตัวเอง สถานะที่แชร์กันระหว่าง thread ถูกป้องกันด้วย Arc<Mutex<T>> — คอมไพเลอร์จะไม่ยอมให้คุณส่งประเภทที่ไม่ใช่ Send ข้ามขอบเขต thread

สำหรับ workload ที่ผูกติดกับ I/O — network server, การดำเนินการกับไฟล์, งานที่เกิดขึ้นพร้อมกันจำนวนมาก — โมเดล async/.await มีประสิทธิภาพมากกว่า โดยใช้ event loop แบบ single-threaded หรือ multi-threaded (โดยทั่วไปคือ tokio) เพื่อกำหนดเวลาของงานนับพัน ๆ งานโดยไม่มีค่าใช้จ่ายของ OS thread ต่องาน

ทำไม Concurrency ใน Rust จึงแตกต่าง

ในภาษาส่วนใหญ่ data race คือปัญหา runtime คุณเขียนโค้ด รันขึ้นมา และบางครั้งโปรแกรมก็ crash หรือส่งคืนผลลัพธ์ที่ผิดเมื่อมีการโหลดสูง ใน Rust:

ประเภทที่เป็น Send หมายความว่าปลอดภัยที่จะย้ายไปยัง thread อื่น
ประเภทที่เป็น Sync หมายความว่าปลอดภัยที่จะแชร์ reference ข้าม thread
คอมไพเลอร์ปฏิเสธโค้ดที่ละเมิดสัญญาเหล่านี้ — ไม่ต้องการ sanitizer หรือ runtime check

ตัวอย่างสั้น ๆ

นี่คือโปรแกรม Rust แบบ concurrent ที่เล็กที่สุดที่มีความหมาย — spawn thread รอ แล้วทำงานต่อใน main

Open in Rust Playground

use std::thread;

fn main() {
    let handle = thread::spawn(|| {
        println!("Hello from a spawned thread!");
    });
    handle.join().unwrap();
    println!("Main thread done.");
}