Rustでの他スレッドの待ち合わせ(条件変数, wait, notify)

rustで他スレッドから通知を待ち合わせるにはMutexとCondvar型の条件変数を用います。使い方は一般的な条件変数と同じで、待ち合わせる方のスレッドはMutexのロックを取得したあと条件変数に対してwaitを呼び出します。通知を行う方のスレッドは条件変数に対してnotifyを呼び出します。

実際に条件変数による待ち合わせを行うコードを以下に示します。
ポイントは以下の通り。

• 条件変数はMutex変数と対で用います。タプルでまとめて管理すると良いかもしれません。
• 条件変数とMutex変数はスレッドをまたいで共有されるのでArcでくるみ、Arc::clone()で複製を作って使用します。
• cond.wait(mutex)は内部でmutexのロックを外してnotifyを待ちます。notifyを受けてwaitから復帰する時にはロックを取得した状態で復帰します。
• wait関数は実装の都合上notifyを受けていないのに復帰することがあります(偽wakeup)。偽wakeupのケースをケアするためにwaitから復帰した直後にmutexの内容を検査します。

use std::sync::Condvar;
use std::sync::Mutex;
use std::sync::Arc;
use std::thread;
use std::time;

fn main() {
    let cond = Arc::new(Condvar::new());  // 条件変数
    let go = Arc::new(Mutex::new(false)); // ミューテックス変数

    // waitスレッド起動
    let cond_c = Arc::clone(&cond);
    let go_c = Arc::clone(&go);
    let t1 = thread::spawn(move || {
        loop {
            // ロック取得
            let mut go = go_c.lock().unwrap();
            while !*go { // 偽wakeupの場合は再度waitする
                // wait: 内部でロックを外しnotifyを待つ
                //       waitから復帰する際にはミューテックスのlockを取得している
                go = cond_c.wait(go).unwrap();
            }
            println!("wakeup!");
            *go = false;
        }
    });

    // notifyスレッド起動
    let cond_p = Arc::clone(&cond);
    let go_p = Arc::clone(&go);
    let t2 = thread::spawn(move || {
        loop {
            thread::sleep(time::Duration::new(0, 1_000_000_000u32));

            println!("notify!");
            // ミューテックスのロック取得
            let mut go = go_p.lock().unwrap();
            *go = true;

            // 条件変数に対してnotify
            cond_p.notify_all();
        }
    });

    t1.join().unwrap(); 
    t2.join().unwrap();
}

• waitの他にタイムアウトを指定できるwait_timeが存在します。
• また、偽wakeupのケアをしてくれるwait_whileも存在します。