14 并发
应该学习过分时操作系统，时间分片的概念。并发的两种实现形式：交替执行、并行执行。
并发就是在一段时间内，宏观上同时在执行多个任务。
并行就是在任何时刻，都在执行多个任务。
- 竞态条件，多个线程以不一致的顺序访问数据或资源(实际上需要配合才能完成任务)
- 死锁，两个线程相互等待对方，这会阻止两者继续运行
- 只会发生在特定情况且难以稳定重现和修复的 bug
线程模型
rust提供的线程都对应一个操作系统线程。
生命周期管理
新建、就绪、运行、阻塞、销毁
std::thread::spawn(|| { ... })：创建一个以当前线程为主线程的新的操作系统原生线程（1:1 模型），并返回一个JoinHandle。std::thread::Builder::new()：允许配置线程的栈大小（stack_size）和名称（name），适合需要大栈或调试的场景。
已有的线程派生出的新线程依赖于旧线程而存在，形成了树状的多线程结构。从目的来看，派生的线程应该被叫作临时任务线程。主线程的目的是从临时任务线程做一些东西。
如果不获取所有权，Rust 不知道这个新建线程会执行多久，所以无法知晓对 v 的引用是否一直有效。move是新线程访问原有变量的最佳方式。
- 分离（Detach）：如果你丢弃（
drop）了JoinHandle，该线程变为分离状态，后台继续运行，直到其闭包执行完毕自动销毁（由 OS 回收） - 进程结束：主线程（Main）结束时，整个进程终止，所有未完成的子线程会被操作系统强行终止。
返回值：Result<T, Box<dyn Any + Send>>。如果子线程发生 panic!，join 会返回 Err，允许父线程捕获 panic 信息（这是 Rust 隔离线程崩溃的重要手段）。
调度控制
- sleep 阻塞在定时器上，当前线程进入睡眠状态，主动放弃剩余的时间片。在指定时长内，该线程不参与 CPU 调度（阻塞在定时器上），时长耗尽后进入“就绪态”等待调度。
- 主动阻塞 ，直到有人唤醒。
std::thread::park()：阻塞当前线程，thread.unpark()唤醒此线thread对象线程，thread对象来自于thread::current()获取当前线程句柄，或由JoinHandle.thread()获取。 - 交出时间片，
std::thread::yield_now()：“我自愿放弃剩余时间片，但依然处于就绪态”。通常用于**自旋锁（Spinlock）**或忙等待（Busy-wait）优化，避免单一线程过度占用 CPU 而导致其他线程饥饿（Starvation）。
换理解的就是可以提前打招呼。
condition.wait(mutex_guard).unwrap()：原子性地释放传入的互斥锁（Mutex），并将当前线程阻塞在条件变量(的队列)上。当被唤醒后，它会重新(尝试)获取锁并继续执行。- 唤醒 (
Condvar::notify_one(condition)/notify_all(condition))：唤醒等待在此条件变量上的一个线程（如果存在）。唤醒所有等待在此条件变量上的线程。
其他API
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获取当前线程句柄：
thread::current()，返回Thread类型，可用于调用unpark()或获取线程名称。 -
获取 ID：
thread::current().id()，用于调试或哈希表键值。 -
获取硬件并发数：
thread::available_parallelism()，返回 CPU 核心数，常用于决定线程池大小（Rust 1.59+ 稳定）。 -
作用域线程（Scoped Threads）：
thread::scope(|s| { s.spawn(...) })。允许子线程安全地借用父线程栈上的局部变量（而非必须move），且保证在scope结束前所有线程自动join，简化了生命周期管理。
线程间传送数据
但是内存共享需要在所有共享的线程做同步代码设计，不然就容易数据竞争。
信道
信道有两个组成部分：发送端（transmitter）变量和接收端（receiver）变量。
当发送端或接收端任一被全部丢弃时可以认为信道被关闭（closed）了。
请想象一下channel的概念，就像物理世界中的信道，电磁波的频道。
std::sync::mpsc是 multiple producer, signal consumer多生产者，单消费者
crossbeam_channel，多生产者，多消费者
还有众多第三方实现的channel，tokio的实现，flume的，等等。
std::mpsc::channel
mpsc::channel()返回一个元组，其中第一个元素是发送端，第二个元素是接收端
发送端send 方法send要发送的值，并返回一个 Result<T, E> 类型，所以如果接收
端已经被丢弃了，将没有发送值的目标，所以发送操作会返回错误。
接收端有两个有用的方法： recv 和 try_recv 。recv： 阻塞主线程执行直到从信道中接收一个值。一旦发送了一个值， recv 会在一个
Result<T, E> 中返回它。当信道发送端关闭， recv 会返回一个错误
try_recv 不会阻塞，相反它立刻返回一个 Result<T, TryRecvError> ： Ok 值包含可用的信息，TryRecvError 是一个枚举，包含两种可能的错误：
TryRecvError::Empty: 表示通道当前为空，没有可用的消息。TryRecvError::Disconnected: 表示通道的所有发送端（Sender）都已经被丢弃，通道已断开连接，不会再收到任何新消息。
如果不转移所有权，将会导致数据竞争问题。
Receiver<T>实现了迭代器trait，每次next会阻塞，并返回T，如果error则返回None，迭代器结束。
crossbeam 通道
crossbeam是多生产者多消费者，但是这并不意味着他的性能更差，相关测试表明其性能优于标准库的通道！
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提供了更丰富的API，send_timeout、is_empty、len、capacity 等实用方法，提供 bounded(cap)（有界）和 unbounded()（无界）两种创建方式。
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允许使用select!()宏，同时等待多个通道操作（发送或接收），一旦其中任何一个就绪，就执行对应的分支。当多个操作同时就绪时，它会随机选择一个执行，避免了饥饿问题！
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提供了多种便捷通道，after(duration)，tick(duration)，never()，zero()
| 特性 | std::sync::mpsc | crossbeam-channel |
|---|---|---|
| 并发模型 | 多生产者单消费者 (MPSC) | 多生产者多消费者 (MPMC) |
Receiver 可克隆 | ❌ 否 | ✅ 是 |
Sender/Receiver 是 Sync | ❌ 否 | ✅ 是 |
| 发送者类型 | Sender 和 SyncSender | 统一的 Sender |
select! 支持 | 有限且不安全，已废弃 | 强大、安全，支持超时/非阻塞 |
| 额外通道 | 无 | after, tick, never, zero |
| 性能 | 一般 | 优化更好，锁竞争更少 |
共享状态
通常是锁结构，有同步锁，自旋锁等。
原语也叫原子操作就是不可拆分、插入、打断的操作系列。编程语言保证了原语操作在多线程下的顺序性，使得其功能在多线程下也不受影响。
CAS就是读取、计算、比较、覆盖。比较的时候如果发现版本变化了，就重新CAS。
自旋就相当于是等待，不让出CPU，疯狂等待，然后再让出cpu，理由是认为这个锁很快就会让出了，所以我不必休眠。
- 在使用数据之前，必须获取锁。
- 使用完被互斥器所保护的数据之后，必须解锁数据，这样其他线程才能够获取锁。
使用关联函数 new 来创建一个 Mutex<T> 。使用 lock 方法来获取锁，从而可以访问互斥器中的数据。这个调用会阻塞当前线程，直到我们拥有锁为止。
如果另一个线程拥有锁，并且那个线程 panic 了，则 lock 调用会失败（返回Result::Error)。
[!tip] Mutex<T> 提供了内部可变性，就像 Cell 系列类型那样
Mutex<T> 也有造成死锁（deadlock）的风险：当某个操作需要锁住两个资源，而两个线程分别持有两个资源的其中一个锁时，它们会永远相互等待。
MutexGuard 智能指针实现了 Deref 来指向其内部数据；它也实现了Drop ，当 MutexGuard 离开作用域时，自动释放锁。
一旦获取了锁，就可以将返回值（命名为 num ）视为一个其内部数据的可变引用了。
[!summary] 原子引用计数 Arc<T> 只保护指针元数据的同步
就像mutex一样，Arc使用CAS等轻量操作来保护Arc指针的元数据计数的并发安全。
也就是指针所指向的数据本身需要是mutex的，反正要有同步化操作来保护。
可扩展并发
处理并发的方案并不受标准库或语言所限：我们可以编写自己的或使用他人编写的并发特性。
使用 Send 和 Sync trait 可以实现扩展，但是这是后话unsafe的内容了。