https://www.colabug.com/2018/1217/5395983/
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引言
2018 年接近尾声，rust 团队勉强立住了异步 IO 的 flag，async 成为了关键字，Pin, Future, Poll 和 await! 也进入了标准库。不过一直以来实际项目中用不到这套东西，所以也没有主动去了解过。
最近心血来潮想用 rust 写点东西，但并找不到比较能看的文档（可能是因为 rust 发展太快了，很多都过时了），最后参考这篇文章和 "new tokio"( romio ) 写了几个 demo，并基于 mio 在 coroutine 中实现了简陋的异步 IO。
最终实现的 file-server 如下：
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// examples/async-echo.rs
#![feature(async_await)]
#![feature(await_macro)]
#![feature(futures_api)]
#[macro_use]
extern crate log;
use asyncio::executor::{block_on, spawn, TcpListener, TcpStream};
use asyncio::fs_future::{read_to_string};
use failure::Error;
fn main() -> Result<(), Error> {
env_logger::init();
block_on(new_server())?
}
const CRLF: &[char] = &['
', '
'];
async fn new_server() -> Result<(), Error> {
let mut listener = TcpListener::bind(&"127.0.0.1:7878".parse()?)?;
info!("Listening on 127.0.0.1:7878");
while let Ok((stream, addr)) = await!(listener.accept()) {
info!("connection from {}", addr);
spawn(handle_stream(stream))?;
}
Ok(())
}
async fn handle_stream(mut stream: TcpStream) -> Result<(), Error> {
await!(stream.write_str("Please enter filename: "))?;
let file_name_vec = await!(stream.read())?;
let file_name = String::from_utf8(file_name_vec)?.trim_matches(CRLF).to_owned();
let file_contents = await!(read_to_string(file_name))?;
await!(stream.write_str(&file_contents))?;
stream.close();
Ok(())
}
|
写这篇文章的主要目的是梳理和总结，同时也希望能给对这方面有兴趣的 Rustacean 作为参考。本文代码以易于理解为主要编码原则，某些地方并没有太考虑性能，还请见谅；但如果文章和代码中有明显错误，欢迎指正。
本文代码仓库在 Github （部分代码较长，建议 clone 下来用编辑器看），所有 examples 在 nightly-x86_64-apple-darwin 2018 Edition 上均能正常运行。运行 example/async-echo 时设置 RUST_LOG 为 info 可以在 terminal 看到基本的运行信息，debug 则可见事件循环中的事件触发顺序。
异步 IO 的基石 - mio
mio 是一个极简的底层异步 IO 库，如今 rust 生态中几乎所有的异步 IO 程序都基于它。
随着 channel, timer 等 sub module 在 0.6.5 版本被标为 deprecated，如今的 mio 提供的唯二两个核心功能分别是：
- 对操作系统异步网络
IO的封装 - 用户自定义事件队列
第一个核心功能对应到不同操作系统分别是
Linux(Android) => epollWindows => iocpMacOS(iOS), FreeBSD => kqueueFuchsia => <unknown>
mio 把这些不同平台上的 API 封装出了一套 epoll like 的异步网络 API，支持 udp 和 tcp。
除此之外还封装了一些不同平台的拓展 API，比如
uds，本文不对这些 API 做介绍。
异步网络 IO
下面是一个 tcp 的 demo
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// examples/tcp.rs
use mio::*;
use mio::net::{TcpListener, TcpStream};
use std::io::{Read, Write, self};
use failure::Error;
use std::time::{Duration, Instant};
const SERVER_ACCEPT: Token = Token(0);
const SERVER: Token = Token(1);
const CLIENT: Token = Token(2);
const SERVER_HELLO: &[u8] = b"PING";
const CLIENT_HELLO: &[u8] = b"PONG";
fn main() -> Result<(), Error> {
let addr = "127.0.0.1:13265".parse()?;
// Setup the server socket
let server = TcpListener::bind(&addr)?;
// Create a poll instance
let poll = Poll::new()?;
// Start listening for incoming connections
poll.register(&server, SERVER_ACCEPT, Ready::readable(),
PollOpt::edge())?;
// Setup the client socket
let mut client = TcpStream::connect(&addr)?;
let mut server_handler = None;
// Register the client
poll.register(&client, CLIENT, Ready::readable() | Ready::writable(),
PollOpt::edge())?;
// Create storage for events
let mut events = Events::with_capacity(1024);
let start = Instant::now();
let timeout = Duration::from_millis(10);
'top: loop {
poll.poll(&mut events, None)?;
for event in events |