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內(nèi)容簡介

　　通過本書，你將學到：Rust的類型系統(tǒng)和正確的并發(fā)編程如何非常好地配合。有關互斥鎖、條件變量、原子操作和內(nèi)存順序的一切。在英特爾和ARM處理器上進行原子操作時會發(fā)生什么情況。鎖是如何借助操作系統(tǒng)的支持來實現(xiàn)的。如何編寫包含并發(fā)、原子操作和鎖的正確代碼。如何正確構(gòu)建自己的鎖和同步原語。

作者簡介

　　Mara Bos維護著Rust標準庫，并用Rust構(gòu)建實時控制系統(tǒng)。作為Rust庫團隊的負責人，她熟知該語言和標準庫的方方面面。此外，作為Fusion Engineering 的創(chuàng)始人兼首席技術官，她多年來一直致力于并發(fā)實時系統(tǒng)的工作。維護Rust 生態(tài)系統(tǒng)中最z常用的庫，并每天致力于安全相關系統(tǒng)的工作，使她具備了豐富的實踐經(jīng)驗，既能理解理論又能將其付諸實踐。

圖書目錄

序 1
前言 3
第1 章 Rust 并發(fā)基礎 9
1.1 Rust 中的線程 .10
1.2 作用域線程 14
1.3 共享所有權(quán)和引用計數(shù) .17
1.3.1 靜態(tài)對象 .17
1.3.2 泄漏 17
1.3.3 引用計數(shù) .18
1.4 借用和數(shù)據(jù)競爭 21
1.5 內(nèi)部可變性 23
1.5.1 Cell .24
1.5.2 RefCell .25
1.5.3 Mutex 和RwLock 26
1.5.4 原子類型 .26
1.5.5 UnsafeCell 27
1.6 線程安全性：Send 和Sync .27
1.7 鎖：互斥鎖和讀寫鎖 30
1.7.1 Rust 的互斥鎖 30
1.7.2 鎖中毒 33
1.7.3 讀寫鎖 35
1.8 等待：線程停放與條件變量 37
1.8.1 線程停放 .37
1.8.2 條件變量 .40
1.9 總結(jié) .42
第2 章原子性 45
2.1 原子加載和存儲操作 46
2.1.1 示例：停止標志 47
2.1.2 示例：進度報告 48
2.1.3 示例：延遲初始化 .50
2.2 獲取—修改操作 52
2.2.1 示例：多線程進度報告 53
2.2.2 示例：統(tǒng)計 55
2.2.3 示例：ID 分配 .57
2.3 比較—交換操作 59
2.3.1 示例：無溢出的ID 分配 .61
2.3.2 示例：延遲一次性初始化 62
2.4 總結(jié) .64
第3 章內(nèi)存順序 67
3.1 重排與優(yōu)化 67
3.2 內(nèi)存模型69
3.3 happens-before 關系 70
3.4 寬松順序73
3.5 釋放和獲取順序 76
3.5.1 例子：鎖定 80
3.5.2 示例：通過間接方式實現(xiàn)延遲初始化 .82
3.6 消費順序85
3.7 順序一致性順序 87
3.8 柵欄 .88
3.9 常見誤解93
3.10 總結(jié) 95
第4 章構(gòu)建我們自己的自旋鎖 97
4.1 最簡實現(xiàn)98
4.2 不安全的自旋鎖 .100
4.3 使用鎖衛(wèi)士的安全接口 103
4.4 總結(jié) 106
第5 章構(gòu)建我們自己的通道 109
5.1 一個基于互斥鎖的簡單通道 .109
5.2 一個不安全的一次性通道 . 111
5.3 通過運行時檢查提高安全性 . 115
5.4 通過類型系統(tǒng)提高安全性 .120
5.5 通過借用避免分配 .125
5.6 阻塞 129
5.7 總結(jié) 132
第6 章構(gòu)建我們自己的Arc 135
6.1 基礎引用計數(shù) 135
6.1.1 測測它 140
6.1.2 修改 .141
6.2 弱指針 .143
6.3 優(yōu)化 150
6.4 總結(jié) 158
第7 章理解處理器 161
7.1 處理器指令 162
7.1.1 加載和存儲 .166
7.1.2 Read-Modify-Write 操作 168
7.1.3 Load-Linked 指令和Store-Conditional 指令 172
7.2 緩存 177
7.2.1 緩存一致性 .178
7.2.2 對性能的影響 .180
7.3 重排 186
7.4 內(nèi)存順序.188
7.4.1 x86-64：強內(nèi)存序 189
7.4.2 ARM64：弱內(nèi)存序 .191
7.4.3 一個實驗 194
7.4.4 內(nèi)存屏障 196
7.5 總結(jié) 198
第8 章操作系統(tǒng)原語 201
8.1 與內(nèi)核交互 201
8.2 POSIX .203
8.3 Linux 207
8.3.1 Futex 208
8.3.2 Futex 操作 211
8.3.3 優(yōu)先級繼承Futex 操作 .215
8.4 macOS .216
8.5 Windows .217
8.5.1 重量級內(nèi)核對象 218
8.5.2 輕量級對象 .218
8.5.3 基于地址的等待 220
8.6 總結(jié) 221
第9 章構(gòu)建我們自己的鎖 223
9.1 Mutex 225
9.1.1 避免系統(tǒng)調(diào)用 .229
9.1.2 進一步優(yōu)化 .231
9.1.3 基準測試 234
9.2 條件變量.237
9.2.1 避免系統(tǒng)調(diào)用 .243
9.2.2 避免錯誤喚醒 .245
9.3 讀寫鎖 .248
9.3.1 避免忙循環(huán)的寫入者252
9.3.2 避免寫入者饑餓 255
9.4 總結(jié) 258
第10 章想法和靈感 . 261
10.1 信號量 261
10.2 RCU 262
10.3 無鎖鏈表 264
10.4 隊列鎖 265
10.5 停車位鎖 266
10.6 序列鎖 267
10.7 教學材料 268