理论上并行和语言并没有什么关系,所以在理论上的并行方式,都可以尝试用Rust来实现。本小节不会详细全面地介绍具体的并行理论知识,只介绍用Rust如何来实现相关的并行模式。
Rust的一大特点是,可以保证“线程安全”。而且,没有性能损失。更有意思的是,Rust编译器实际上只有Send
Sync
等基本抽象,而对“线程” “锁” “同步” 等基本的并行相关的概念一无所知,这些概念都是由库实现的。这意味着Rust实现并行编程可以有比较好的扩展性,可以很轻松地用库来支持那些常见的并行编程模式。
下面,我们以一个例子来演示一下,Rust如何将线程安全/执行高效/使用简单结合起来的。
在图形编程中,我们经常要处理归一化的问题: 即把一个范围内的值,转换到范围1内的值。比如把一个颜色值255归一后就是1。假设我们有一个表示颜色值的数组要进行归一,用非并行化的方式来处理非常简单,可以自行尝试。下面我们将采用并行化的方式来处理,把数组中的值同时分开给多个线程一起并行归一化处理。
extern crate rayon;
use rayon::prelude::*;
fn main() {
let mut colors = [-20.0f32, 0.0, 20.0, 40.0,
80.0, 100.0, 150.0, 180.0, 200.0, 250.0, 300.0];
println!("original: {:?}", &colors);
colors.par_iter_mut().for_each(|color| {
let c : f32 = if *color < 0.0 {
0.0
} else if *color > 255.0 {
255.0
} else {
*color
};
*color = c / 255.0;
});
println!("transformed: {:?}", &colors);
}
运行结果:
original: [-20, 0, 20, 40, 80, 100, 150, 180, 200, 250, 300]
transformed: [0, 0, 0.078431375, 0.15686275, 0.3137255, 0.39215687, 0.5882353, 0.7058824, 0.78431374, 0.98039216, 1]