What is std::sync::atomic

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What is std::sync::atomic 2019/09/13 Shinjuku.rs #6 @FORCIA

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自己紹介 ● 松本健太郎 ○ @matsu7874 ● フォルシア株式会社 ○ Webエンジニア ○ 業務でRustを書いている

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目次 ● 闇雲にデータを共有すると何が起こるのか ● Atomicとは ● cmpトレイトを実装した

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スレッド間でデータを共有すると何が起こるのか

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メモリの様子を拡大してみると 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

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シングルスレッドの場合 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 書きます！

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シングルスレッドの場合 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 読みます！

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シングルスレッドの場合何の問題も無い

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マルチスレッドの場合 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 11111111 11111111 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 書きます！

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マルチスレッドの場合 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 11111111 11111111 11111111 11111111 00000000 00000000 00000000 00000000 書いていますよ！読みます！

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マルチスレッドの場合 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 00000000 00000000 まだ書いていますヽ (`Д´)ﾉﾌﾟﾝﾌﾟﾝ読了

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マルチスレッドの場合 ● 同じ値への読み書きが同時に発生すると困る事がある ● 対応策 ○ 操作が不可分にする ○ 同じ値に操作する数を１にする

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Atomicとは

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Atomicとは？ ● 書き込み途中に読まれない ● 読み込み途中に書かれない ● アーキテクチャによって強い・弱いがあるらしい

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std::sync::atomic ● Atomic型を提供するモジュール ○ AtomicBool, AtomicIsize, AtomicIsize ● Atomic型はSyncトレイトが実装されている ○ 安全にスレッド間で共有可能 ● スレッド間で共有される機能は持っていないのでArcを使う ○ Arc::new(AtomicUsize::new(0))

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Atomic以外の方法はあるの？ ● Mutex、RWLockがある ● それぞれのパフォーマンスは ○ "Performance Comparison of Mutex, RWLock and Atomic types in Rust" というスライドが有名

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比較を実装した

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AtomicUsizeとAtomicUsizeを比較したい ● 比較したいときはstd::cmp::PartialEqをimplする。 ● AtomicUsizeはstd::sync::atomic::AtomicUsize。 ● error[E0117]: only traits defined in the current crate can be implemented for arbitrary types ○ 現在のcrateで定義されたtraitだけを任意の型にimpl可能 ○ どちらも既にあるのでimplできない。

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newtypeパターン ● 特に何もせずに新しい型だよって言っちゃう ○ struct Bar(Foo); ○ https://github.com/rust-unofficial/patterns/blob/master/patterns/newtype.md ○ 自分で定義した型になら既にあるtraitが実装できる！

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まとめ ● スレッド間でデータ共有したい場合はそれ用の型を使う ● Atomicが高速 ● new typeパターンを覚えよう