使用rayon并行迭代器时同步和发送特征

Question

我有一个我的特征的集合，我希望能够为我的map中的每个项目调用特征的可变方法。

目前，我按顺序执行此操作，我的集合如下所示：

use std::cell::RefCell;
use std::collections::*;
use std::rc::Rc;

trait Trait {
    fn foo_mut(&mut self);
}

fn main() {
    let mut items: HashMap<i32, Rc<RefCell<dyn Trait>>> = HashMap::new();
    // I have a separate data structure that holds Week<RefCell<dyn Trait>>

    for item in items.values_mut() {
        item.borrow_mut().foo_mut();
    }
}

现在我想并行调用特征方法，所以我首先将我的数据结构改为：

use std::collections::*;
use std::sync::{Arc, RwLock};

fn main() {
    let mut items: HashMap<i32, Arc<RwLock<dyn Trait>>> = HashMap::new();

    for item in items.values_mut() {
        item.write().unwrap().foo_mut();
    }
}

然后我遇到了rayon，我尝试使用它的并行迭代器，但是下面的代码引发了一个错误：

items.par_iter_mut().for_each(|(id, item)| item.write().unwrap().foo_mut());

error[E0599]: no method named `par_iter_mut` found for struct `std::collections::HashMap<i32, std::sync::Arc<std::sync::RwLock<dyn Trait>>>` in the current scope
   --> src/main.rs:12:11
    |
12  |       items.par_iter_mut().for_each(|(id, item)| item.write().unwrap().foo_mut());
    |             ^^^^^^^^^^^^ help: there is an associated function with a similar name: `iter_mut`
    |
    = note: the method `par_iter_mut` exists but the following trait bounds were not satisfied:
            `&mut std::collections::HashMap<i32, std::sync::Arc<std::sync::RwLock<dyn Trait>>>: rayon::iter::IntoParallelIterator`
            which is required by `std::collections::HashMap<i32, std::sync::Arc<std::sync::RwLock<dyn Trait>>>: rayon::iter::IntoParallelRefMutIterator`

我查看了for_each文档，它要求Self::Item为Send，闭包为Send + Sync，现在我可以看到Arc已经是Send + Sync了，但是可以通过将这两个特征添加到我的代码中来修复代码，如下所示：

let mut items: HashMap<i32, Arc<RwLock<dyn Trait + Send + Sync>>> = HashMap::new();

为什么这是必要的？

Answer 1

用于Arc<T>的Send和Sync的实现类似于this

impl<T> Send for Arc<T>
where
    T: Send + Sync + ?Sized, 

impl<T> Sync for Arc<T>
where
    T: Send + Sync + ?Sized, 

这意味着Arc<T>仅为Send，如果T也为Sync，则为Sync(请参阅here以了解原因)。

同样，如果T为is，则RwLock<T>仅为Send和Sync

impl<T: ?Sized + Send> Send for RwLock<T>
impl<T: ?Sized + Send + Sync> Sync for RwLock<T>

总而言之，这意味着如果dyn Trait也是，那么Arc<RwLock<dyn Trait>>将只是Send和Sync。如果编写dyn Trait + Send + Sync很麻烦，并且您知道您永远不想为任何类型不是Send或Sync的类型实现Trait，那么您可以将这些作为边界添加到特征中：

trait Trait: Send + Sync {
    fn foo_mut(&mut self);
}

然后，您使用Arc<RwLock<dyn Trait>>编写的原始代码将与rayon一起工作。