add tokio简介

pull/291/head
sunface 3 years ago
parent a5b8de1a00
commit 299db21cd8

@ -93,18 +93,19 @@
- [高阶特征约束(HRTB) todo](advance/hrtb.md) - [高阶特征约束(HRTB) todo](advance/hrtb.md)
## 专题内容,每个专题都配套一个小型项目进行实践 ## 专题内容,每个专题都配套一个小型项目进行实践
- [async/await异步编程 doing](async/intro.md) - [async/await异步编程](async/intro.md)
- [async编程入门](async/getting-started.md) - [async编程入门](async/getting-started.md)
- [底层探秘: Future执行与任务调度](async/future-excuting.md) - [底层探秘: Future执行与任务调度](async/future-excuting.md)
- [定海神针Pin和Unpin](async/pin-unpin.md) - [定海神针Pin和Unpin](async/pin-unpin.md)
- [asyncawait和Stream流处理](async/async-await.md) - [async/await和Stream流处理](async/async-await.md)
- [同时运行多个Future](async/multi-futures-simultaneous.md) - [同时运行多个Future](async/multi-futures-simultaneous.md)
- [一些疑难问题的解决办法](async/pain-points-and-workarounds.md) - [一些疑难问题的解决办法](async/pain-points-and-workarounds.md)
- [实践应用Async Web服务器](async/web-server.md) - [实践应用Async Web服务器](async/web-server.md)
- [tokio使用指南](tokio/intro.md) - [tokio使用指南 doing](tokio/intro.md)
- [基本用法](tokio/basic.md) - [tokio简介](tokio/overview.md)
- [异步消息流](tokio/stream.md)) <!-- - [基本用法](tokio/basic.md)
- [异步消息流](tokio/stream.md)) -->
- [Rust最佳实践 doing](practice/intro.md) - [Rust最佳实践 doing](practice/intro.md)
- [日常开发三方库精选](practice/third-party-libs.md) - [日常开发三方库精选](practice/third-party-libs.md)

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 53 KiB

@ -1 +1,6 @@
# tokio使用指南 # Tokio使用指南
在上一个章节中,我们提到了 Rust 异步编程的限制,其中之一就是你必须引入社区提供的异步运行时,其中最有名的就是 `tokio`
在本章中,我们一起来看看 `tokio` 到底有什么优势,以及该如何使用它。
> 本章在内容上大量借鉴和翻译了tokio官方文档[Tokio Tutorial](https://tokio.rs/tokio/tutorial), 但是重新组织了内容形式并融入了很多自己的见解和感悟,给大家提供更好的可读性和知识扩展性

@ -0,0 +1,75 @@
# tokio简介
对于 Async Rust最最重要的莫过于底层的异步运行时它提供了执行器、任务调度、异步API等核心服务。简单来说使用 Rust 提供的 `async/.await` 特性编写的异步代码要运行起来,就必须依赖于异步运行时,否则这些代码将毫无用处。
## 异步运行时
Rust 语言本身只提供了异步编程所需的基本特性,例如 `async/.await` 关键字,标准库中的 `Future` 特征,官方提供的 `futures` 实用库,这些特性单独使用没有任何用处,因此我们需要一个运行时来将这些特性实现的代码运行起来。
异步运行时是由 Rust 社区提供的,它们的核心是一个 `reactor` 和一个或多个 `executor`(执行器):
- `reactor` 用于提供外部事件的订阅机制,例如 `I/O` 、进程间通信、定时器等
- `executor` 在上一章我们有过深入介绍,它用于调度和执行相应的任务( `Future` )
目前最受欢迎的几个运行时有:
- [`tokio`](https://github.com/tokio-rs/tokio),目前最受欢迎的异步运行时,功能强大,还提供了异步所需的各种工具(例如 tracing )、网络协议框架(例如 HTTPgRPC )等等
- [`async-std`](https://github.com/async-rs/async-std),最大的优点就是跟标准库兼容性较强
- [`smol`](https://github.com/smol-rs/smol), 一个小巧的异步运行时
但是,大浪淘沙,留下的才是金子,随着时间的流逝,`tokio`越来越亮眼,无论是性能、功能还是社区、文档,它在各个方面都异常优秀,时至今日,可以说已成为事实上的标准。
#### 异步运行时的兼容性
为何选择异步运行时这么重要?不仅仅是它们在功能、性能上存在区别,更重要的是当你选择了一个,往往就无法切换到另外一个,除非异步代码很少。
使用异步运行时,往往伴随着对它相关的生态系统的深入使用,因此耦合性会越来越强,直至最后你很难切换到另一个运行时,例如 `tokio``async-std` ,就存在这种问题。
如果你实在有这种需求,可以考虑使用 [`async-compat`](https://github.com/smol-rs/async-compat),该包提供了一个中间层,用于兼容 `tokio` 和其它运行时。
#### 结论
相信大家看到现在,心中应该有一个结论了。首先,运行时之间的不兼容性,让我们必须提前选择一个运行时,并且在未来坚持用下去,那这个运行时就应该是最优秀、最成熟的那个,`tokio` 几乎成了不二选择,当然 `tokio` 也有自己的问题:更难上手和运行时之间的兼容性。
如果你只用 `tokio` 那兼容性自然不是问题至于难以上手Rust 这么难,我们都学到现在了,何况区区一个异步运行时,在本书的帮忙下,这些都不再是个问题:)
## tokio简介
Tokio是一个纸醉金迷之地只要有钱就可以为所欲为抱歉走错片场了。`Tokio` 是 Rust 最优秀的异步运行时框架,它提供了写异步网络服务所需的几乎所有功能,不仅仅适用于大型服务器,还适用于小型嵌入式设备,它主要由以下组件构成:
- 多线程版本的异步运行时,可以运行使用 `async/.await` 编写的代码
- 标准库中阻塞API的异步版本例如`thread::sleep`会阻塞当前线程,`tokio`中就提供了相应的异步实现版本
- 构建异步编程所需的生态,甚至还提供了 [`tracing`](https://github.com/tokio-rs/tracing) 用于日志和分布式追踪, 提供 [`console`](https://github.com/tokio-rs/console) 用于 Debug 异步编程
### 优势
下面一起来看看使用 `tokio` 能给你提供哪些优势。
**高性能**
因为快所以快,前者是 Rust 快,后者是 `tokio` 快。 `tokio` 在编写时充分利用了 Rust 提供的各种零抽象和高性能特性,而且贯彻了 Rust 的牛逼思想:如果你选择手写代码,那么最好的结果就是跟 `tokio` 一样快!
以下是一张官方提供的性能参考图,大致能体现出 `tokio` 的性能之恐怖:
<img alt="tokio performance" src="/img/tokio-01.png" class="center" />
**高可靠**
Rust 语言的安全可靠性顺理成章的影响了 `tokio` 的可靠性,曾经有一个调查给出了令人乍舌的[结论](https://www.zdnet.com/article/microsoft-70-percent-of-all-security-bugs-are-memory-safety-issues/)软件系统70%的高危漏洞都是由内存不安全性导致的。
在 Rust 提供的安全性之外,`tokio` 还致力于提供一致性的行为表现:无论你何时运行系统,它的预期表现和性能都是一致的,例如不会出现莫名其妙的请求延迟或响应时间大幅增加。
**简单易用**
通过 Rust 提供的 `async/await` 特性,编写异步程序的复杂性相比当初已经大幅降低,同时 `tokio` 还为我们提供了丰富的生态,进一步大幅降低了其复杂性。
同时 `tokio` 遵循了标准库的命名规则,让熟悉标准库的用户可以很快习惯于 `tokio` 的语法,再借助于 Rust 强大的类型系统,用户可以轻松地编写和交付正确的代码。
**使用灵活性**
`tokio` 支持你灵活的定制自己想要的运行时,例如你可以选择多线程 + 任务盗取模式的复杂运行时,也可以选择单线程的轻量级运行时。总之,几乎你的每一种需求在 `tokio` 中都能寻找到支持(画外音:强大的灵活性需要一定的复杂性来换取,并不是免费的午餐)。
### 劣势
虽然 `tokio` 对于大多数需要并发的项目都是非常适合的,但是确实有一些场景它并不适合使用:
- 并行运行CPU密集型的任务`tokio` 非常适合于IO密集型任务这些IO任务的绝大多数时间都用于阻塞等待IO的结果而不是刷刷刷的单烤CPU。如果你的应用是CPU密集型(例如并行计算),建议使用 [`rayon`](https://github.com/rayon-rs/rayon)当然对于其中的IO任务部分你依然可以混用 `tokio`
- 读取大量的文件, 读取文件的瓶颈主要在于操作系统因为OS没有提供异步文件读取接口大量的并发并不会提升文件读取的并行性能反而可能会造成不可忽视的性能损耗因此建议使用线程(或线程池)的方式
- 发送HTTP请求`tokio` 的优势是给予你并发处理大量任务的能力,对于这种轻量级 HTTP 请求场景,`tokio` 除了增加你的代码复杂性,并无法带来什么额外的优势。因此,对于这种场景,你可以使用 [`reqwest`](https://github.com/seanmonstar/reqwest) 库,它会更加简单易用。
## 总结
离开三方开源社区提供的异步运行时, `async/await` 什么都不是,甚至还不如一堆破铜烂铁,除非你选择根据自己的需求手撸一个。
`tokio` 就是那颗皇冠上的夜明珠,也是值得我们投入时间去深入学习的开源库,它的设计原理和代码实现都异常优秀,在之后的章节中,我们将对其进行深入学习和剖析,敬请期待。

@ -0,0 +1,3 @@
## 性能
https://www.reddit.com/r/rust/comments/lg0a7b/benchmarking_tokio_tasks_and_goroutines/
Loading…
Cancel
Save