为什么 Rust 的 `Atomic*` 类型使用非可变函数来改变值？

Question

我注意到 Rust 的 Atomic* 结构具有修改值的函数，例如 fetch_add。例如，我可以编写这个程序：

use std::sync::atomic::{AtomicUsize, Ordering};

struct Tester {
    counter: AtomicUsize
}

impl Tester {
    fn run(&self) {
        let counter = self.counter.fetch_add(1, Ordering::Relaxed);
        println!("Hi there, this has been run {} times", counter);
    }
}

fn main() {
    let t = Tester { counter: AtomicUsize::new(0) };
    t.run();
    t.run();
}

这编译并运行良好，但如果我将AtomicUsize 更改为普通整数，由于可变性问题，它将（正确）无法编译：

struct Tester {
    counter: u64
}

impl Tester {
    fn run(&self) {
        self.counter = self.counter + 1;
        println!("Hi there, this has been run {} times", self.counter);
    }
}

Answer 1

如果它不以这种方式工作，它不会很有用。使用&mut 引用，一次只能存在一个，而当时没有& 引用，因此整个操作的原子性问题将毫无意义。

另一种看待它的方式是&mut 是唯一 引用，而& 别名 引用。对于普通类型，只有在具有唯一引用的情况下才能安全地发生突变，但原子类型都是关于突变（通过替换）而不需要唯一引用。

& 和 &mut 的命名一直令人担忧，社区中充满了恐惧、不确定和怀疑，Focusing on Ownership 等文件解释了实际情况。该语言最终与& 和&mut 保持一致，但&mut 实际上是关于唯一性而不是可变性（只是大多数时候两者是等价的）。