crossbeam 源码解析

全卷只对着一个发布提交写：

crossbeam 是 Rust 的并发工具箱。它不是运行时，也不是线程池，而是几块互相独立、可以单独依赖的积木：缓存行填充 CachePadded、退避 Backoff、任意类型的原子单元 AtomicCell、基于纪元的内存回收（EBR）、Chase-Lev 工作窃取双端队列、MPMC channel 和 select!、无锁队列 ArrayQueue / SegQueue、并发跳表。它的一部分后来进了标准库：Rust 1.63 的 std::thread::scope，以及 1.67.0 起 std::sync::mpsc 的现行实现，就是从 crossbeam-channel 移植的。另一部分至今只在这里：rayon 的调度器建在它的 deque 上。

它和前几卷的关系：tokio 卷讲的是一个 async 运行时，本卷讲的是线程和原子变量这一层，没有 Future。tokio 没有依赖 crossbeam，但它的缓存行对齐取值注明抄自 crossbeam，它 2019 年以前的本地队列就是 crossbeam 的 deque；tantivy、pingora、sqlx、tauri 各卷都直接用到 crossbeam 的 channel 或队列。本卷之后是 rayon 卷。

全卷沿四条线展开：

• 一条消息：bounded(1) 上 send 判满、Backoff 自旋、注册到 SyncWaker、park；recv 改写槽的 stamp、notify、CAS 选中等待者、unpark。
• 一个任务：Worker::push 写进环形缓冲、满了加倍；Stealer::steal 读 front、pin、读 back、读任务、CAS；旧缓冲交给 epoch。
• 一块内存的回收：epoch::pin 写本地纪元、SeqCst fence；defer_destroy 进本地袋子、封上全局纪元进全局队列；所有已 pin 的参与者都跟上时纪元推进，落后两个纪元的袋子被回收。
• 内存序横线：每遇到一个 Ordering，问它在和谁配对、防的是哪种重排。

flowchart TB
  intro[00 导读] --> overview[01 全景]
  overview --> mo[02 内存序与验证]
  mo --> utils[03 utils]
  utils --> epoch[04 epoch]
  epoch --> deque[05 deque]
  utils --> chan[06 channel]
  chan --> qs[07 queue 与 skiplist]
  epoch --> qs
  deque --> design[08 设计取舍]
  qs --> design
  design --> pit[09 常见坑]
  pit --> site[10 在本站中]
  site --> hands[11 动手]

实验环境

本机 Apple M2 Max（8 个性能核 + 4 个能效核，缓存行 128 字节），macOS，rustc 1.99.1。实验程序在 exp-crossbeam/ 下，依赖锁定在上表的版本，对照组是 std、flume、parking_lot、tokio。性能类一律 release、至少重复 3 次取中位数，注明测量时的负载；macOS 不能绑核，线程可能被调度到能效核上。每个实验都带一个反向验证。规矩的细节见 怎么读这一卷。

各部分

1. 00 导读：版本与分支、四条主线、阅读路线、实验方法；crate 分层、feature 与 cfg。
2. 01 全景：crossbeam 补了 std 的哪些空白；三条主线各走一遍。
3. 02 内存序与验证：五类 Ordering 用法；loom、Miri、TSan 和为它们多出来的 cfg。
4. 03 crossbeam-utils：CachePadded、Backoff、AtomicCell、Parker 与 WaitGroup、ShardedLock、作用域线程。
5. 04 crossbeam-epoch：本卷重点。为什么需要内存回收；指针类型、pin、defer、回收；内部的无锁链表和队列。
6. 05 crossbeam-deque：Chase-Lev、扩容与回收、Steal::Retry 与批量窃取、Injector。rayon 卷的前置。
7. 06 crossbeam-channel：本卷重点。六种 flavor、Context 与 Waker、select；和 std::sync::mpmc 逐文件对照，和 tokio mpsc、flume 对照。
8. 07 queue 与 skiplist：ArrayQueue、SegQueue；并发跳表。
9. 08 设计取舍：把各章的取舍汇总到一起。
10. 09 常见坑：用报错原文或现象做标题。
11. 10 在本站中：本站经 tantivy、rayon、sqlx、pingora 间接依赖的 crossbeam（desktop 构建还经 tao）。
12. 11 动手：最小 MPMC channel、最小 EBR。

从「导读」开始。只想用好 crossbeam 的读者，读 01、06、09；为 rayon 卷做准备的，读 03、04、05；想读懂实现的，按顺序读。