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在Rust中,設(shè)計一個線程安全的棧結(jié)構(gòu)Stack<T>
,類似于Channel<T>
,但使用棧的FILO(First-In-Last-Out)原則來在線程間傳送數(shù)據(jù),可以通過使用標(biāo)準(zhǔn)庫中的同步原語如Mutex
和Condvar
來實現(xiàn)。下面是一個簡單的實現(xiàn)示例:
use std::collections::VecDeque;
use std::sync::{Mutex, Condvar};
use std::thread;
use std::time::Duration;pub struct Stack<T> {data: Mutex<VecDeque<T>>,not_empty: Condvar,
}impl<T> Stack<T> {pub fn new() -> Stack<T> {Stack {data: Mutex::new(VecDeque::new()),not_empty: Condvar::new(),}}pub fn push(&self, item: T) {let mut data = self.data.lock().unwrap();data.push_front(item);self.not_empty.notify_one();}pub fn pop(&self) -> Option<T> {let mut data = self.data.lock().unwrap();while data.is_empty() {data = self.not_empty.wait(data).unwrap().0;}data.pop_back()}
}// 示例用法
fn main() {let stack = Stack::new();let producer = thread::spawn(move || {for i in 1..=5 {stack.push(i);println!("Produced {}", i);thread::sleep(Duration::from_millis(500));}});let consumer = thread::spawn(move || {while let Some(item) = stack.pop() {println!("Consumed {}", item);}});producer.join().unwrap();consumer.join().unwrap();
}
在這個示例中,Stack<T>
結(jié)構(gòu)包含了一個受互斥鎖保護的VecDeque<T>
,它用作底層的數(shù)據(jù)存儲。VecDeque
是一個雙端隊列,但在這里我們只使用其作為棧的功能,通過push_front
和pop_back
方法來模擬棧的行為。not_empty
是一個條件變量,用于在棧為空時阻塞消費者線程,直到有數(shù)據(jù)可用。
在push
方法中,我們將數(shù)據(jù)項推入棧中,并通過notify_one
方法喚醒一個等待的消費者線程(如果有的話)。在pop
方法中,我們檢查棧是否為空,并在為空時使用wait
方法阻塞當(dāng)前線程,直到有數(shù)據(jù)被推入棧中。當(dāng)棧不為空時,我們從棧中彈出一個數(shù)據(jù)項并返回它。
在示例的main
函數(shù)中,我們創(chuàng)建了一個Stack<i32>
實例,并啟動了一個生產(chǎn)者線程和一個消費者線程。生產(chǎn)者線程將數(shù)字1到5推入棧中,每次推送后休眠500毫秒。消費者線程則不斷地從棧中彈出數(shù)據(jù)項,并打印它們,直到棧為空為止。