前一段时间看了一些关于Rust的异步编程相关的知识，受益匪浅，故做此记录。
Rust异步编程是Rust语言中十分重要特性。现在Rust中的异步编程采用async/.await解决方案。

1. 为什么需要异步编程？

刚开始一直有一个疑问：既然已经有了多线程技术，多用户访问直接使用多线程，为什么还需要异步呢？ 后来终于明白，异步是用在多用户同时处理同一资源时候发挥作用的。

现在用100个用户同时修改一个文件来举例：

• 同步(一般也是阻塞)： 程序需要实现读写锁(std::sync::RwLock)或互斥锁(std::sync::Mutex)，程序会同时产生100个线程，但是只能有一个线程拥有写锁，其他的99个线程均

  • 处于等待状态，线程不会sleep，会循环获取锁(自旋锁Spinlock)。
    • 阻塞的线程还来参与操作系统的抢占式调度，很不科学！为什么不先排好队，用一个线程呢（这也是协程干的事）
  • 或者有起始的加锁开销(通常是对互斥锁：①线程会从sleep（加锁）——>running（解锁），过程中有上下文的切换，cpu的抢占，信号的发送等开销；②互斥锁在sleep时会陷入到内核态，需要昂贵的系统调用；线程向操作系统请求被挂起是通过一个系统调用，在linux上的实现就是futex)。

• 异步(一般也是非阻塞)： 将100个线程根据一定的先后次序合并成一个线程(也可能是多个线程？)， 就可以避免锁的产生，从而减少操作系统对线程调用的开销。但是，当线程之间对资源的依赖关系比较复杂的时候，程序的编写就会十分复杂。

  • 协程(coroutine)： 实现异步编程的一种方式，是在线程之下的一个单位。协程是语言层面控制数据流的一种“调度”（处理公共资源的时候，相当于用户态的锁）， 线程是操作系统层面的“调度”（处理公共资源，使用操作系统或者硬件的锁(即Mutex或者Spinlock)）。协程的调度是编译器通过组织运算顺序实现的（通过生成器（等同于一个状态机）实现），线程是通过操作系统来进行抢占式调度的。
  • 协程wiki：协程非常类似于线程。但是协程是协作式多任务的，而线程典型是抢占式多任务的。这意味着协程提供并发性而非并行性。协程超过线程的好处是它们可以用于硬性实时的语境（在协程之间的切换不需要涉及任何系统调用或任何阻塞调用），这里不需要用来守卫关键区块的同步性原语（primitive）比如互斥锁、信号量等，并且不需要来自操作系统的支持。
  • 互斥锁（mutex）的底层原理是什么？
  • 出于什么样的原因，诞生了「协程」这一概念？

所以，异步编程是可以直接用复杂的代码结构直接写出来的。比如上面的例子就是在一个线程里面去依次读写100次。而Rust的async/.await解决方案做的工作是 “将复杂的异步代码 ===> 利用语法糖 ===> 转化为类似于同步的代码(更容易coding)” 即 “用同步的语义解决异步问题” 。