Rust 并行库 crossbeam 的 Channel 示例

示例1

一个不完整的示例：

let (tx, rx) = channel::unbounded::<Task>();
let mut handlers = vec![];

for _ in 0..number {
    let rx = rx.clone();
    let handle = thread::spawn(move || {
        while let Some(task) = rx.recv() {
            task.call_box();
        }
    });

    handlers.push(handle);
}

该例子中，rx 可以被多个线程使用，是线程安全的。这就是所谓的 MPMC 模式。设想 channel 中有 10 个数据，MPMC 模式允许10个线程同时利用 rx 从 channel 中读取数据。

Rust 自带的 channel 是 MPSC 模式的，一次仅允许一个线程从 channel 读取数据。显然 crossbeam 效率更高。

示例2

use crossbeam::channel;
use crossbeam::thread;
use std::thread::sleep;
use std::time::Duration;

// 定义Task结构体
struct Task {
    data: usize, // 假设任务包含一个数据字段
    call_box: Box<dyn FnMut()>, // 假设任务包含一个可调用对象的装箱指针
}

impl Task {
    fn new(data: usize, call_box: impl FnMut() + 'static) -> Self {
        Task {
            data,
            call_box: Box::new(call_box),
        }
    }

    // 实现call_box方法
    fn call_box(&mut self) {
        (self.call_box)();
    }
}

fn main() {
    const NUMBER_OF_WORKERS: usize = 4; // 假设有4个工作线程
    let (tx, rx) = channel::unbounded::<Task>();
    let mut handlers = vec![];

    // 启动工作线程
    for _ in 0..NUMBER_OF_WORKERS {
        let rx = rx.clone();
        let handle = thread::spawn(move || {
            while let Some(task) = rx.recv() {
                task.call_box(); // 执行任务
            }
        });
        handlers.push(handle);
    }

    // 发送任务到通道
    for i in 0..10 { // 假设发送10个任务
        let task = Task::new(i, || {
            println!("Executing task with data: {}", i);
            sleep(Duration::from_secs(1)); // 模拟耗时操作
            println!("Finished task with data: {}", i);
        });
        tx.send(task).unwrap();
    }

    // 关闭发送通道
    drop(tx);

    // 等待所有工作线程完成
    for handle in handlers {
        handle.join().unwrap();
    }

    println!("All tasks are processed.");
}

在这个程序中，我们定义了一个Task结构体，它包含一个data字段和一个call_box字段，后者是一个装箱的可调用对象。我们实现了call_box方法，它调用这个装箱的可调用对象。

在main函数中，我们创建了一个无界通道，用于在工作线程和主线程之间传递Task实例。我们启动了NUMBER_OF_WORKERS个工作线程，它们不断地从通道接收Task实例并调用call_box方法执行它们。

然后，主线程创建了一些Task实例，并通过通道发送它们给工作线程。一旦所有任务都被发送，主线程通过drop(tx)关闭了发送通道，这样工作线程在尝试接收任务时，如果没有更多任务可用，将会得到一个None，从而退出循环。

最后，主线程等待所有工作线程完成，并打印出消息表示所有任务都已经处理完毕。

请注意，为了简化示例，我使用了Box<dyn FnMut()>来允许Task存储任何可调用对象的装箱指针。这意味着任务中的可调用对象必须能够单独编译成一个独立的、无状态的函数，这样才能安全地在多个线程之间共享。在实际应用中，你可能需要根据你的具体需求调整Task结构体的设计和使用方式。