30.1 异步管道

异步管道是最常用的一种管道类型。它的特点是：发送端和接收端之间存在一个缓冲区，发送端发送数据的时候，是先将这个数据扔到缓冲区，再由接收端自己去取。因此，每次发送，立马就返回了，发送端不用管数据什么时候被接收端处理。

我们先用一个简单示例来演示一下管道的基本用法：

rust

use std::thread;
use std::sync::mpsc::channel;

fn main() {
    let (tx, rx) = channel();
    thread::spawn(move|| {
        for i in 0..10 {
            tx.send(i).unwrap();
        }
    });

    while let Ok(r) = rx.recv() {
        println!("received {}", r);
    }
}

在这个示例中，我们首先创建了一个管道。channel 函数的签名是这样的：

rust

pub fn channel<T>() -> (Sender<T>, Receiver<T>)

它返回了一个 tuple，里面包括一个发送者（Sender）和一个接收者（Receiver）。

接下来我们创建一个子线程，然后将这个发送者 move 进入了子线程中。

子线程中的发送者不断循环调用 send 方法，发送数据。在主线程中，我们使用接收者不断调用 recv 方法接收数据。

我们可以注意到，channel()是一个泛型函数，Sender 和 Receiver 都是泛型类型，且一组发送者和接收者必定是同样的类型参数，因此保证了发送和接收端都是同样的类型。因为 Rust 中的类型推导功能的存在，使我们可以在调用 channel 的时候不指定具体类型参数，而通过后续的方法调用，推导出正确的类型参数。

Sender 和 Receiver 的泛型参数必须满足 T：Send 约束。这个条件是显而易见的：被发送的消息会从一个线程转移到另外一个线程，这个约束是为了满足线程安全。如果用户指定的泛型参数没有满足条件，在编译的时候会发生错误，提醒我们修复 bug。

发送者调用 send 方法，接收者调用 recv 方法，返回类型都是 Result 类型，用于错误处理，因为它们都有可能调用失败。当发送者已经被销毁的时候，接收者调用 recv 则会返回错误；同样，当接收者已经销毁的时候，发送者调用 send 也会返回错误。

在管道的接收端，如果调用 recv 方法的时候还没有数据，它会进入等待状态阻塞当前线程，直到接收到数据才继续往下执行。

管道还可以是多发送端单接收端。做法很简单，只需将发送端 Sender 复制多份即可。复制方式是调用 Sender 类型的 clone()方法。这个库不支持多接收端的设计，因此 Receiver 类型没有 clone()方法。在上例的基础上我们稍做改动，创建多个线程，每个线程发送一个数据到接收端。代码如下：

rust

use std::thread;
use std::sync::mpsc::channel;

fn main() {
    let (tx, rx) = channel();

    for i in 0..10 {
        let tx = tx.clone();  // 复制一个新的 tx，将这个复制的变量 move 进入子线程
        thread::spawn(move|| {
            tx.send(i).unwrap();
        });
    }
    drop(tx);

    while let Ok(r) = rx.recv() {
        println!("received {}", r);
    }
}

以上代码编译执行，可以发现它打印的结果与前面的例子不同了。在前面示例中，这些数字呈顺序排列，因为发送端是按顺序发送的，接收端会保持同样的顺序。但在这个示例中，这些数字呈乱序排列，因为它们来自不同的线程，哪个先执行哪个后执行并不是确定的，取决于操作系统的调度。

目前我们用的这个管道是“异步”的，标准库还提供了另外一种“同步”管道供我们使用。同步管道和异步管道在接收端是一样的逻辑，区别在于发送端。

30.1 异步管道 ​

30.1 异步管道