並行性への恐怖なし

並行性シリーズへようこそ！Rust の並行プログラミングへのアプローチは革命的です。コードが実行される前にデータ競合を防ぎ、コンパイル時にスレッド安全性を保証します。

並行性への恐怖とは？

並行性への恐怖とは、心配せずに並行コードを書くことができることを意味します：

• データ競合 - 2 つのスレッドが同時に同じデータにアクセス
• 競合状態 - 出力が実行順序に依存
• メモリ安全性の問題 - 並行コードでの無効なメモリアクセス

Rust は以下を通じてこれを実現します：

• 所有権システム - 安全なメモリアクセスを強制
• 型システム - Send および Sync トレイト
• 借用チェッカー - コンパイル時に並行アクセスを検証

学習ルート

graph LR
    A[並行性の基礎] --> B[並行性パターン]
    B --> C[非同期ランタイム]

    A --> A1[スレッド]
    A --> A2[メッセージパッシング]
    A --> A3[共有状態]

    B --> B1[スレッドプール]
    B --> B2[チャネルパターン]
    B --> B3[アクターモデル]

    C --> C1[Tokio]
    C --> C2[Async-std]
    C --> C3[Futures]

コア概念

Send トレイト

ある型がスレッド間で安全に転送できる場合、Send です。

use std::thread;

fn main() {
    let v = vec![1, 2, 3];

    let handle = thread::spawn(move || {
        println!("ここにベクター: {:?}", v);
    });

    handle.join().unwrap();
}

Sync トレイト

ある型の参照がスレッド間で安全に共有できる場合、Sync です。

use std::sync::Arc;
use std::thread;

fn main() {
    let data = Arc::new(vec![1, 2, 3]);

    for i in 0..3 {
        let data = Arc::clone(&data);
        thread::spawn(move || {
            println!("スレッド {} が見る: {:?}", i, data);
        });
    }
}

並行性モデル

1. メッセージパッシング

「コミュニケーティング・シーケンシャル・プロセス」 - スレッドはメッセージを送信して通信します。

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

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

    thread::spawn(move || {
        let val = String::from("こんにちは");
        tx.send(val).unwrap();
    });

    let received = rx.recv().unwrap();
    println!("受け取った: {}", received);
}

2. 共有状態

複数のスレッドが同期されたデータへのアクセスを共有します。

use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::thread;

fn main() {
    let counter = Arc::new(Mutex::new(0));
    let mut handles = vec![];

    for _ in 0..10 {
        let counter = Arc::clone(&counter);
        let handle = thread::spawn(move || {
            let mut num = counter.lock().unwrap();
            *num += 1;
        });
        handles.push(handle);
    }

    for handle in handles {
        handle.join().unwrap();
    }

    println!("結果: {}", *counter.lock().unwrap());
}

まとめ

Rust の並行性モデルは、安全かつ効率的な並行プログラミングを可能にします。

次のステップ：

• スレッドの基礎 を学ぶ
• メッセージパッシング を探索する
• 非同期プログラミング を勉強する