如何創建可以在 Rust 多線程服務器中使用的結構？

Question

我想實現一個簡單的服務器，由我的項目的 3 個不同模塊使用。
這些模塊會將數據發送到服務器，服務器會將數據保存到文件中，並在這些模塊完成工作時合並這些信息。 所有這些信息都有時間戳（浮點數）和標簽（浮點數或字符串）。

這是我保存這些信息的數據結構：

pub struct Data {
    file_name: String,
    logs: Vec<(f32, String)>,
    measures: Vec<(f32, f32)>,
    statements: Vec<(f32, String)>,
}

我使用socket與服務器交互。

我還使用Arc來實現一個Data結構，並使其可用於這些模塊中的每一個。
因此，當我處理客戶端時，我會驗證模塊發送的消息是否正確，如果是，則調用一個新函數來處理並將消息保存在良好的數據結構字段（ logs 、 measures或statements ）中。

// Current ip address
let ip_addr: &str = &format!("{}:{}",
                             &ip,
                             port);

// Bind the current IP address
let listener = match TcpListener::bind(ip_addr) {
    Ok(listener) => listener,
    Err(error) => panic!("Canno't bind {}, due to error {}",
                         ip_addr,
                         error),
};

let global_data_struct = Data::new(DEFAULT_FILE.to_string());
let global_data_struct_shared = Arc::new(global_data_struct);

// Get and process streams
for stream in listener.incoming() {
    let mut global_data_struct_shared_clone = global_data_struct_shared.clone();
    thread::spawn(move || {
        // Borrow stream
        let stream = stream;
        match stream {
            // Get the stream value
            Ok(mut stream_v) => {
                let current_ip = stream_v.peer_addr().unwrap().ip();
                let current_port = stream_v.peer_addr().unwrap().port();
                println!("Connected with peer {}:{}", current_ip, current_port);
                // PROBLEM IN handle_client!
                // A get_mut from global_data_struct_shared_clone
                // returns to me None, not a value - so I
                // can't access to global_data_struct_shared_clone
                // fields :'(
                handle_client(&mut stream_v, &mut global_data_struct_shared_clone);
            },
            Err(_) => error!("Canno't decode stream"),
        }
    });
}

// Stop listening
drop(listener);

我在handle_client獲取可變引用以處理global_data_struct_shared_clone中的字段時遇到一些問題，因為Arc::get_mut(global_data_struct_shared_clone)返回給我None - 由於每個傳入請求的global_data_struct_shared.clone() 。

有人可以幫我正確管理這 3 個模塊之間的這種結構嗎？

Answer 1

Rust 的見解是通過執行Aliasing XOR Mutability來實現內存安全。

執行這個單一原則可以防止整類錯誤：指針/迭代器失效（這是目標）以及數據競爭。

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Rust 會盡可能在編譯時強制執行這個原則； 但是，如果用戶通過使用專用類型/方法選擇加入，它也可以在運行時強制執行。

Arc::get_mut就是這樣一種方法。 Arc （原子引用計數指針）專門用於在多個所有者之間共享引用，這意味着別名，因此默認情況下不允許可變性； Arc::get_mut將執行運行時檢查：如果指針實際上不是別名（計數為 1），則它允許可變性。

但是，正如您所意識到的，這不適合您的情況，因為Arc在那個時間點是別名的。

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所以你需要轉向其他類型。

最簡單的解決方案是Arc<Mutex<...>> ， Arc允許共享， Mutex允許受控可變性，您可以與Mutex強制執行的運行時受控可變性共享。

這是粗粒度的，但可能已經足夠了。

更復雜的方法可以使用RwLock （讀寫鎖）、更細粒度的Mutex甚至原子； 但我建議從一個Mutex ，看看它是如何進行的，你必須Mutex再跑。