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  • Rustでスレッドを使ってみる

    Rustでスレッドを作成するにはspawnを使用する。よくあるように、一度作成したスレッドはハンドルを取得し、join()で待機する。スレッドとして走らせた関数の戻り値はjoin()の戻り値に入っているが、これはエラーなども扱うResultとして入っているのでunwrapして戻り値を取り出す。

    1.引数のない関数を呼び出す

    spawnには原則として引数なしの関数しか渡せない。

    // スレッドとして実行する関数
    // 引数をとることはできないが、任意の型の戻り値を返すことはできる
    fn my_sum()->i32 {
        let mut sum = 0;
        for i in 0..50 {
            println!("{}", i);
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
    
    fn main(){
    
        // 関数が引数を一つも取らない場合、spawnに関数名を渡すだけでスレッドが作成される
        let thread_handle1 = std::thread::spawn(my_sum);
        let thread_handle2 = std::thread::spawn(my_sum);
    
        // my_sumは引数をとることはできないが、任意の型の戻り値を返すことはできる
        let result1:i32 = thread_handle1.join().unwrap();
        let result2:i32 = thread_handle2.join().unwrap();
    
        println!("results are {} , {} ", result1,result2);
    }
    

    2.引数を与えて呼び出す(マジックナンバー)

    引数を与える場合、直接spawnに与えることができないので、クロージャ(ラムダ関数のようなもの)を与える。Rustのクロージャは頭に || をつける。

    以下の例では、「myprintに'a' 'b' 50 というマジックナンバーを与えて呼び出す」という処理を行う引数なしの関数をspawnに渡している。

    // 値を表示する関数
    fn myprint(mark : char,count:i32) {
        for i in 0..count{
            println!("{} -> {}",mark,i);
        }
    }

    fn
    main() { // spawnにはクロージャ(≒ラムダ関数)を渡す。 || はクロージャを表す。 // 即ち、「myprintを引数付きで渡す」という処理を行う、引数なしの関数を渡している。 let thread_handle1 = std::thread::spawn(|| myprint( 'a',50)); let thread_handle2 = std::thread::spawn(|| myprint( 'b',50)); // 終了まで待機 thread_handle1.join().unwrap(); thread_handle2.join().unwrap(); }

    3.メインスレッドのデータを引数渡しで処理する

    メインスレッドのデータをスレッドの中で処理したい場合、メインスレッド側でデータが消えたりするとまずいので、そのまま参照を渡すことができない。

    そこでデータを参照カウンタ付きのスマートポインタArcで渡すことで、メインスレッドを含め各スレッドが処理している最中にデータが消える危険性を排除する。

    // vecの不変参照を受け取り、表示する関数
    fn myprint(input: &Vec<i32>) {
        for i in input.iter(){
            println!("i=={}",i);
        }
    }
    
    // テスト用のVecのデータを作成する関数
    fn create_data()->Vec<i32>{
        let mut data = vec![];
        for k in 0..100{
            data.push(k);
        }
    
        return data;
    }
    
    
    fn main() {
    
        // スレッドに渡すためにはArcでラップする必要がある
        let data1 = std::sync::Arc::new(create_data());
        let data2 = std::sync::Arc::new(create_data());
    
        // spawnmoveキーワードによりスレッドに変数の所有権が移ってしまうので
        // clone()で参照のコピーを作成する。Arccloneは参照カウンタが増えるだけなので負荷はほぼない
        let d1_clone = data1.clone();
        let d2_clone = data2.clone();
        let thread_handle1 = std::thread::spawn(move || myprint( &d1_clone)); // d1_cloneの所有権が移動
        let thread_handle2 = std::thread::spawn(move || myprint( &d2_clone)); // d2_cloneの所有権が移動
    
        // 終了まで待機
        thread_handle1.join().unwrap();
        thread_handle2.join().unwrap();
    
        // データの所有権は移行していないので、ここで表示できる
        println!("data: {:?}", data1);
        println!("data: {:?}", data2);
    
    
    }
    

    4.スレッドに可変な変数を渡して編集する

    スレッド内で変数を編集したい場合、さらにMutexでラップする。

    // 配列を受け取り、二倍にする関数
    fn double(input: &std::sync::Mutex<Vec<i32>>) {
        let mut vecdata = input.lock().unwrap();
        for i in vecdata.iter_mut() {
            *i *= 2;
        }
    }

    fn main() {
    
        let data1 = std::sync::Arc::new(std::sync::Mutex::new(vec![1,2,3,4,5]));
        let data2 = std::sync::Arc::new(std::sync::Mutex::new(vec![10,20,30,40,50]));
    
        let mut d1_clone = data1.clone();
        let mut d2_clone = data2.clone();
        let thread_handle1 = std::thread::spawn(move || double(&d1_clone));
        let thread_handle2 = std::thread::spawn(move || double(&d2_clone));
    
        thread_handle1.join().unwrap();
        thread_handle2.join().unwrap();
    
    
        println!("data1: {:?}", &data1);
        println!("data2: {:?}", &data2);
    
    
    }