​​本週精彩:Rust​​​​​何時能實現零成本並行?

banq發表於2024-07-01

神奇五人組:Javad Abdi、Gilead Posluns、張國政、王博軒和Mark C. Jeffrey 發表了一篇研究論文,成為本週熱議的話題。
他們的研究論文題為“ Rust 何時能實現無所畏懼且零成本的並行?”,探究 Rust 是否實現了其宣稱的為並行程式設計實現“無所畏懼且零成本的併發” 。

該研究涉及對從 C++ 移植到 Rust 的 14 個基準的分析,涵蓋常規和不規則並行性。研究人員使用 Rayon 庫進行並行構造,並評估了在 Rust 中表達並行性的簡易性和安全性。

這篇經過深入研究的論文發現,儘管 Rust 在處理常規並行性方面表現出色,但在處理非常規並行性方面卻舉步維艱,這使得 rustacean 面臨著與其他語言相同的挑戰。

以下是該研究的一些主要發現:

  • 常規並行性:Rust的型別系統擅長在編譯時捕獲具有常規資料訪問模式(例如並行字首和)的程式的併發錯誤。這使得並行程式設計在這些情況下“無所畏懼” 。
  • 常規並行:當任務對共享資料的訪問模式非常規時(例如,同時修改雜湊表中的元素),Rust 需要unsafe不安全的程式碼(有風險)或同步原始型別(開銷和錯誤的可能性)。這讓並行程式設計再次變得“可怕” 。
  • 同步:雖然 Rust 透過要求同步來強制執行資料競爭,但它並不能消除其他同步錯誤,如死鎖或活鎖。程式設計師仍然需要謹慎對待此類情況。
  • 效能。Rust的基準測試通常比 C++ 慢,但差距並不大。

論文還引入了“恐懼級別”,對與 Rust 並行程式設計相關的恐懼程度進行分類。
  • 無所畏懼:錯誤在編譯時就被捕獲。
  • 舒適:執行時可捕獲錯誤,並提供清晰的診斷。
  • 害怕:錯誤可能無法被檢測到,從而導致不確定的行為。(大多數語言包括Java等都存在)

研究發現,Rust 雖然在常規並行方面具有顯著優勢,但在非常規情況下卻存在不足。Rustaceans 在使用 Rust 進行並行程式設計任務時需要仔細考慮安全性和效能之間的權衡。

小結
Rust特點是小而快,非常規併發是伺服器後端常見的方式,Java等語言中對於“同時修改雜湊表中的元素”提供ConcurrentMap等SDK內部處理,Java還有更多併發支援,因此非常適合後端服務多個大併發量的Web網際網路場合,而Rust在後端可能有類似NodeJS那樣,透過非同步模式實現相對要求不嚴格併發處理,對於“同時修改雜湊表中的元素”可委託給資料庫ACID鎖 實現。

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