认识 Cargo

但凡经历过 C/C++ 或 Go 语言 1.10 版本之前的用户都知道，一个好的包管理工具有多么的重要！！我那个时候是如此的渴望类似 nodejs 的 npm 包管理工具，但是却求而不得。

包管理工具最重要的意义就是任何用户拿到你的代码，都能运行起来，而不会因为各种包版本依赖焦头烂额。

Go 语言在 1.10 版本之前，所有的包都是在 github.com 下存放，导致了所有的项目都公用一套依赖代码，在本地项目复杂后，这简直是一种灾难。

说多了都是泪，笔者目前还有一个早期 Go 的项目 (15 年写的），用到了 iris （一个坑爹 HTTP 服务），结果现在运行不起来了，因为找不到 iris 当时的那个版本了！！

作为一门现代化语言，Rust 吸收了多个语言的包管理优点，为大家提供超级大杀器： cargo，真的，再挑剔的开发者，都对它赞不绝口。👍

总而言之，cargo 提供了一系列的工具，从项目的建立、构建到测试、运行直至部署，为 Rust 项目的管理提供尽可能完整的手段。同时，与 Rust 语言及其编译器 rustc 紧密结合，可以说用了后就忘不掉，如同初恋般的感觉。

创建一个"你好，世界"项目

又见"你好，世界"，肯定有读者在批评了：你就不能有点创意吗？"世界，你好"难道不配？你是读者，你说了算，那我们就来创建一个"世界，你好"。

上文提到，Rust 语言的包管理工具是 cargo。不过，我们无需再手动安装，之前安装 Rust 的时候，就已经一并安装了。

终于到了紧张刺激的 new new new 环节：

$ cargo new world_hello
$ cd world_hello

上面的命令使用 cargo new 创建一个项目，项目名是 world_hello （向读者势力低头的项目名称，泪奔），该项目的结构和配置文件都是由 cargo 生成，意味着我们的项目被 cargo 所管理。

如果你在终端无法使用这个命令，考虑一下 环境变量 是否正确的设置：把 cargo 可执行文件所在的目录添加到环境变量中。

如果是在 Windows 的 WSL2 子系统下，出现以下错误：

error: command failed: 'rustc' error: caused by: Permission denied (os error 13)

可尝试先卸载，再使用sudo命令进行安装：$ sudo curl --proto '=https' --tlsv1.2 https://sh.rustup.rs -sSf | sh

早期的 cargo 在创建项目时，必须添加 --bin 的参数，如下所示：

$ cargo new world_hello --bin
$ cd world_hello

现在的版本，已经无需此参数，cargo 默认就创建 bin 类型的项目，顺便说一句，Rust 项目主要分为两个类型：bin 和 lib，前者是一个可运行的项目，后者是一个依赖库项目。

下面来看看创建的项目结构：

$ tree
.
├── .git
├── .gitignore
├── Cargo.toml
└── src
    └── main.rs

是的，连 git 都给你创建了，不禁令人感叹，不是女儿，胜似女儿，比小棉袄还体贴。

运行项目

有两种方式可以运行项目：

  1. cargo run

  2. 手动编译和运行项目

首先来看看第一种方式，一码胜似千言，在之前创建的 world_hello 目录下运行：

$ cargo run
   Compiling world_hello v0.1.0 (/Users/sunfei/development/rust/world_hello)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.43s
     Running `target/debug/world_hello`
Hello, world!

好了，你已经看到程序的输出："Hello, world"。

如果你安装的 Rust 的 host triple 是 x86_64-pc-windows-msvc 并确认 Rust 已经正确安装，但在终端上运行上述命令时，出现类似如下的错误摘要 linking with `link.exe` failed: exit code: 1181，请使用 Visual Studio Installer 安装 Windows SDK。

可能有读者不愿意了，说好了"世界，你好"呢？别急，在下一节，我们再对代码进行修改。（认真想来，"你好，世界“强调的是我对世界说你好，而"世界，你好“是世界对我说你好，明显是后者更有包容性和国际范儿，读者真·好眼光。）

上述代码，cargo run 首先对项目进行编译，然后再运行，因此它实际上等同于运行了两个指令，下面我们手动试一下编译和运行项目：

编译

$ cargo build
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.00s

运行

$ ./target/debug/world_hello
Hello, world!

行云流水，但谈不上一气呵成。 细心的读者可能已经发现，在调用的时候，路径 ./target/debug/world_hello 中有一个明晃晃的 debug 字段，没错我们运行的是 debug 模式，在这种模式下，代码的编译速度会非常快，可是福兮祸所伏，运行速度就慢了. 原因是，在 debug 模式下，Rust 编译器不会做任何的优化，只为了尽快的编译完成，让你的开发流程更加顺畅。

作为尊贵的读者，咱自然可以要求更多，比如你想要高性能的代码怎么办？ 简单，添加 --release 来编译：

  • cargo run --release
  • cargo build --release

试着运行一下我们高性能的 release 程序：

$ ./target/release/world_hello
Hello, world!

cargo check

当项目大了后，cargo run 和 cargo build 不可避免的会变慢，那么有没有更快的方式来验证代码的正确性呢？大杀器来了，接着！

cargo check 是我们在代码开发过程中最常用的命令，它的作用很简单：快速的检查一下代码能否编译通过。因此该命令速度会非常快，能节省大量的编译时间。

$ cargo check
    Checking world_hello v0.1.0 (/Users/sunfei/development/rust/world_hello)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.06s

Rust 虽然编译速度还行，但是还是不能与 Go 语言相提并论，因为 Rust 需要做很多复杂的编译优化和语言特性解析，甚至连如何优化编译速度都成了一门学问: 优化编译速度。

Cargo.toml 和 Cargo.lock

Cargo.toml 和 Cargo.lock 是 cargo 的核心文件，它的所有活动均基于此二者。

  • Cargo.toml 是 cargo 特有的项目数据描述文件。它存储了项目的所有元配置信息，如果 Rust 开发者希望 Rust 项目能够按照期望的方式进行构建、测试和运行，那么，必须按照合理的方式构建 Cargo.toml。

  • Cargo.lock 文件是 cargo 工具根据同一项目的 toml 文件生成的项目依赖详细清单，因此我们一般不用修改它，只需要对着 Cargo.toml 文件撸就行了。

什么情况下该把 Cargo.lock 上传到 git 仓库里？很简单，当你的项目是一个可运行的程序时，就上传 Cargo.lock，如果是一个依赖库项目，那么请把它添加到 .gitignore 中。

现在用 VSCode 打开上面创建的"世界，你好"项目，然后进入根目录的 Cargo.toml 文件，可以看到该文件包含不少信息：

package 配置段落

package 中记录了项目的描述信息，典型的如下：

[package]
name = "world_hello"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

name 字段定义了项目名称，version 字段定义当前版本，新项目默认是 0.1.0，edition 字段定义了我们使用的 Rust 大版本。因为本书很新（不仅仅是现在新，未来也将及时修订，跟得上 Rust 的小步伐），所以使用的是 Rust edition 2021 大版本，详情见 Rust 版本详解

定义项目依赖

使用 cargo 工具的最大优势就在于，能够对该项目的各种依赖项进行方便、统一和灵活的管理。

在 Cargo.toml 中，主要通过各种依赖段落来描述该项目的各种依赖项：

  • 基于 Rust 官方仓库 crates.io，通过版本说明来描述
  • 基于项目源代码的 git 仓库地址，通过 URL 来描述
  • 基于本地项目的绝对路径或者相对路径，通过类 Unix 模式的路径来描述

这三种形式具体写法如下：

[dependencies]
rand = "0.3"
hammer = { version = "0.5.0"}
color = { git = "https://github.com/bjz/color-rs" }
geometry = { path = "crates/geometry" }

相信聪明的读者已经能看懂该如何引入外部依赖库，这里就不再赘述。详细的说明参见此章：Cargo 依赖管理，但是不建议大家现在去看，只要按照目录浏览，拨云见日指日可待。

基于 cargo 的项目组织结构

前文有提到 cargo 默认生成的项目结构，真实的项目肯定会有所不同，但是在目前的学习阶段，还无需关注。感兴趣的同学可以移步：Cargo 项目结构

至此，大家对 Rust 项目的创建和管理已经有了初步的了解，那么来完善刚才的"世界，你好"项目吧。