文盘Rust -- 生命周期问题引发的 static hashmap 锁
2021年上半年，撸了个rust cli开发的框架，基本上把交互模式，子命令提示这些cli该有的常用功能做进去了。项目地址：https://github.com/jiashiwen/interactcli-rs。
春节以前看到axum已经0.4.x了，于是想看看能不能用rust做个服务端的框架。
春节后开始动手，在做的过程中会碰到各种有趣的问题。于是记下来想和社区的小伙伴一起分享。社区里的小伙伴大部分是DBA和运维同学，如果想进一步了解更底层的东西，代码入手是个好路数。
我个人认为想看懂代码先要写好代码，起码了解开发的基本路数和工程的一般组织模式。但好多同学的主要工作并不是专职开发，所以也就没有机会下探研发技术。代码这个事儿光看书是不管用的。了解一门语言最好的方式是使用它。
那么，问题来了非研发人员如何熟悉语言呢？咏春拳里有句拳谚：”无师无对手，桩与镜中求“。解释两句，就是在没有师兄弟练习的情况下，对着镜子和木人桩练习。在这里我觉得所谓桩有两层含义，一个是木人桩，就是练习的工具，一个是”站桩“，传统武术训练基本功的方法。其实在实际的工作中DBA和运维同学会有很多场景需要编程，比如做一些运维方面的统计工作；分析问题时需要拿到某些数据。如果追求简单用Python的话可能对于其他语言就没有涉猎了。如果结合你运维数据库的原生开发语言，假以时日慢慢就能看懂相关的底层逻辑了。我个人有个观点，产品研发的原生语言是了解产品底层最好的入口。
后面如果在Rust的开发过程中有其他问题，我本人会把问题结合实际也写到这个系列里，也希望社区里对Rust感兴趣的小伙伴一起来”盘Rust“。 言归正传，说说这次在玩儿Rust时遇到的问题吧。
在 Rust 开发过程中，我们经常需要全局变量作为公共数据的存放位置。通常做法是利用 lazy_static/onecell 和 mux/rwlock 生成一个静态的 collection。
代码长这样
use std::collections::HashMap;
use std::sync::RwLock;
lazy_static::lazy_static! {
static ref GLOBAL_MAP: RwLock<HashMap<String,String>> = RwLock::new({
let map = HashMap::new();
map
});
}
基本的数据存取这样实现
use std::collections::HashMap;
use std::sync::RwLock;
lazy_static::lazy_static! {
static ref GLOBAL_MAP: RwLock<HashMap<String,String>> = RwLock::new({
let map = HashMap::new();
map
});
}
fn main() {
for i in 0..3 {
insert_global_map(i.to_string(), i.to_string())
}
print_global_map();
println!("finished!");
}
fn insert_global_map(k: String, v: String) {
let mut gpw = GLOBAL_MAP.write().unwrap();
gpw.insert(k, v);
}
fn print_global_map() {
let gpr = GLOBAL_MAP.read().unwrap();
for pair in gpr.iter() {
println!("{:?}", pair);
}
}
insert_global_map函数用来向GLOBAL_MAP插入数据，print_global_map()用来读取数据，上面程序的运行结果如下
("0", "0")
("1", "1")
("2", "2")
下面我们来实现一个比较复杂一点儿的需求，从 GLOBAL_MAP 里取一个数，如果存在后面进行删除操作,直觉告诉我们代码似乎应该这样写
use std::collections::HashMap;
use std::sync::RwLock;
lazy_static::lazy_static! {
static ref GLOBAL_MAP: RwLock<HashMap<String,String>> = RwLock::new({
let map = HashMap::new();
map
});
}
fn main() {
for i in 0..3 {
insert_global_map(i.to_string(), i.to_string())
}
print_global_map();
get_and_remove(1.to_string());
println!("finished!");
}
fn insert_global_map(k: String, v: String) {
let mut gpw = GLOBAL_MAP.write().unwrap();
gpw.insert(k, v);
}
fn print_global_map() {
let gpr = GLOBAL_MAP.read().unwrap();
for pair in gpr.iter() {
println!("{:?}", pair);
}
}
fn get_and_remove(k: String) {
println!("execute get_and_remove");
let gpr = GLOBAL_MAP.read().unwrap();
let v = gpr.get(&*k.clone());
let mut gpw = GLOBAL_MAP.write().unwrap();
gpw.remove(&*k.clone());
}
上面这段代码输出长这样
("0", "0")
("1", "1")
("2", "2")
execute get_and_remove
代码没有结束，而是hang在了get_and_remove函数。 为啥会出现这样的情况呢？这也许与生命周期有关。gpr和gpw 这两个返回值分别为 RwLockReadGuard 和 RwLockWriteGuard，查看这两个
struct 发现确实可能引起死锁
must_not_suspend = "holding a RwLockWriteGuard across suspend \
points can cause deadlocks, delays, \
and cause Future's to not implement `Send`"
问题找到了就可以着手解决办法了，既然是与rust的生命周期有关，那是不是可以把读和写分别放在两个不同的生命周期里呢，于是对代码进行改写
use std::collections::HashMap;
use std::sync::RwLock;
lazy_static::lazy_static! {
static ref GLOBAL_MAP: RwLock<HashMap<String,String>> = RwLock::new({
let map = HashMap::new();
map
});
}
fn main() {
for i in 0..3 {
insert_global_map(i.to_string(), i.to_string())
}
print_global_map();
get_and_remove(1);
println!("finished!");
}
fn insert_global_map(k: String, v: String) {
let mut gpw = GLOBAL_MAP.write().unwrap();
gpw.insert(k, v);
}
fn print_global_map() {
let gpr = GLOBAL_MAP.read().unwrap();
for pair in gpr.iter() {
println!("{:?}", pair);
}
}
fn get_and_remove_deadlock(k: String) {
println!("execute get_and_remove");
let gpr = GLOBAL_MAP.read().unwrap();
let _v = gpr.get(&*k.clone());
let mut gpw = GLOBAL_MAP.write().unwrap();
gpw.remove(&*k.clone());
}
fn get_and_remove(k: i32) {
let v = {
let gpr = GLOBAL_MAP.read().unwrap();
let v = gpr.get(&*k.to_string().clone());
match v {
None => Err(anyhow!("")),
Some(pair) => Ok(pair.to_string().clone()),
}
};
let vstr = v.unwrap();
println!("get value is {:?}", vstr.clone());
let mut gpw = GLOBAL_MAP.write().unwrap();
gpw.remove(&*vstr);
}
正确输出
("1", "1")
("0", "0")
("2", "2")
get value is "1"
("0", "0")
("2", "2")
finished!
Rust的生命周期是个很有意思的概念，从认识到理解确实有个过程。
作者：京东科技 贾世闻
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