相互交织的范围如何造成“数据竞争”？

Question

该锈书大约有多个读者和多个可变对象引用的数据竞争情况，可能会导致问题进行会谈。

例如，这段代码：

fn main() {
    let mut x = 1;
    let r1 = &mut x;
    *r1 = 2;
    let r2 = &mut x;
    *r2 = 3;
    println!("{}", r1);
    println!("{}", r2);
}

将被 Rust 编译器拒绝，因为r1和r2作用域交织在一起。

但是这里有什么问题呢？我的意思是，这只是一个线程，没有“同时读取和写入”，因此所有这些语句都应严格按顺序执行并给出确定性的可重现结果。

Answer 1

来自Niko Matsakis 的博客：

我经常认为，虽然技术意义上的数据竞争只能发生在并行系统中，但感觉很像数据竞争的问题总是在顺序系统中出现。一个例子是 C++ 民间所说的迭代器失效——基本上，如果你在一个哈希表上迭代并且你试图在迭代期间修改哈希表，你会得到未定义的行为。有时您的迭代会跳过键或值，有时它会向您显示新键，有时则不会，等等。

但无论结果如何，迭代器失效感觉与数据竞争非常相似。问题经常出现，因为您有一段代码迭代哈希表，然后调用在其他模块中定义的子例程。然后这个其他模块写入同一个哈希表。两个模块本身看起来都不错，只是两者的结合导致了问题。并且由于结果的未定义性质，经常发生代码可以正常工作很长时间——直到它不能正常工作。

Rust 的类型系统可以防止迭代器失效。

Rust 的类型系统不允许像下面这样的单线程程序进行编译，因为它们会导致未定义的行为，虽然从技术上讲这不是数据竞争，但这个特定的错误与“由两个独立的代码段变异引起的错误相同”以交织的方式使用相同的数据”，因此它与数据竞赛非常相似，我相信这就是 Rust 书试图传达的内容：

use std::collections::HashMap;

fn main() {
    let mut map = HashMap::new();
    map.insert(1, 1);
    map.insert(2, 2);
    map.insert(3, 3);
    
    for _ in map.iter() {
        map.insert(4, 4); // compile error!
    }
}

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