1. 為什麼需要 Arc
昨天學到的 Rc 可以讓多個擁有者共享同一份資料，但它不能跨執行緒使用，在多執行緒環境中，如果多個 thread 同時修改引用計數，會導致資料競爭（data race）。為了解決這個問題，Rust 提供了 Arc（Atomic Reference Counted），它和 Rc 類似，但內部使用原子操作（atomic operation）來確保執行緒安全，因此可以安全地在多執行緒間共享資料。

2. Arc 的基本用法

use std::sync::Arc;
use std::thread;

fn main() {
    let data = Arc::new(String::from("Rust concurrency"));

    let mut handles = vec![];

    for i in 0..3 {
        let shared_data = Arc::clone(&data);
        let handle = thread::spawn(move || {
            println!("Thread {} says: {}", i, shared_data);
        });
        handles.push(handle);
    }

    for handle in handles {
        handle.join().unwrap();
    }
}

輸出：

Thread 0 says: Rust concurrency
Thread 2 says: Rust concurrency
Thread 1 says: Rust concurrency

這裡每個執行緒都透過 Arc::clone(&data) 取得同一份資料的共享擁有權，不會發生記憶體安全問題，Arc 會在最後一個執行緒結束時自動釋放記憶體。

3. 結合 Mutex 讓 Arc 內部資料可變
由於 Arc 只提供共享不可變資料，如果需要修改內容，就要搭配 Mutex 使用：

use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::thread;

fn main() {
    let counter = Arc::new(Mutex::new(0));
    let mut handles = vec![];

    for _ in 0..5 {
        let counter = Arc::clone(&counter);
        let handle = thread::spawn(move || {
            let mut num = counter.lock().unwrap();
            *num += 1;
        });
        handles.push(handle);
    }

    for handle in handles {
        handle.join().unwrap();
    }

    println!("Result: {}", *counter.lock().unwrap());
}

輸出：

Result: 5

這裡 Arc 讓多執行緒能共享 counter，而 Mutex 則確保同一時間只有一個執行緒能修改它，避免 data race。

4. Arc 的釋放機制
與 Rc 一樣，Arc 透過引用計數追蹤所有擁有者，當最後一個 Arc 實例離開作用域時，記憶體會被釋放。
不同的是，Arc 的計數操作是原子性的，所以在多執行緒下也不會出現競爭條件。

5. 學習心得與補充
今天學到的 Arc 讓我更完整地理解 Rust 在多執行緒下的安全策略。Rust 把安全機制內建在型別系統裡，用 Arc 和 Mutex 就能在保證安全的同時寫出簡潔的程式。雖然一開始要理解為什麼 Rc 不能跨執行緒、為什麼要加 Mutex 這些概念有點多，但實際動手寫之後就能感受到它的邏輯非常清楚。我覺得今天的學習讓我開始能放心地寫多執行緒程式，而不再害怕那些難抓的記憶體錯誤。