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<!DOCTYPE HTML>
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<html lang="zh-CN" class="light sidebar-visible" dir="ltr">
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<head>
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<!-- Book generated using mdBook -->
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<meta charset="UTF-8">
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<title>select - Rust语言圣经(Rust Course)</title>
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<!-- Custom HTML head -->
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<meta name="description" content="">
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<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
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<meta name="theme-color" content="#ffffff">
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<link rel="icon" href="../favicon-de23e50b.svg">
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<link rel="shortcut icon" href="../favicon-8114d1fc.png">
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<link rel="stylesheet" href="../css/variables-8adf115d.css">
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<link rel="stylesheet" href="../css/general-2459343d.css">
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<link rel="stylesheet" href="../css/chrome-ae938929.css">
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<link rel="stylesheet" href="../css/print-9e4910d8.css" media="print">
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<!-- Fonts -->
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<link rel="stylesheet" href="../fonts/fonts-9644e21d.css">
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<!-- Highlight.js Stylesheets -->
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<link rel="stylesheet" id="mdbook-highlight-css" href="../highlight-493f70e1.css">
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<link rel="stylesheet" id="mdbook-tomorrow-night-css" href="../tomorrow-night-4c0ae647.css">
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<link rel="stylesheet" id="mdbook-ayu-highlight-css" href="../ayu-highlight-3fdfc3ac.css">
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<!-- Custom theme stylesheets -->
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<link rel="stylesheet" href="../theme/style-78591068.css">
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<!-- Provide site root and default themes to javascript -->
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<script>
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const path_to_root = "../";
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const default_light_theme = "light";
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const default_dark_theme = "navy";
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window.path_to_searchindex_js = "../searchindex-4a1a74fa.js";
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</script>
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<!-- Start loading toc.js asap -->
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<script src="../toc-42887675.js"></script>
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</head>
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<body>
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<div id="mdbook-help-container">
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<div id="mdbook-help-popup">
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<h2 class="mdbook-help-title">Keyboard shortcuts</h2>
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<div>
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<p>Press <kbd>←</kbd> or <kbd>→</kbd> to navigate between chapters</p>
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<p>Press <kbd>S</kbd> or <kbd>/</kbd> to search in the book</p>
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<p>Press <kbd>?</kbd> to show this help</p>
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<p>Press <kbd>Esc</kbd> to hide this help</p>
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</div>
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</div>
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</div>
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<div id="mdbook-body-container">
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<!-- Work around some values being stored in localStorage wrapped in quotes -->
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<script>
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try {
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let theme = localStorage.getItem('mdbook-theme');
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let sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar');
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if (theme.startsWith('"') && theme.endsWith('"')) {
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localStorage.setItem('mdbook-theme', theme.slice(1, theme.length - 1));
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}
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if (sidebar.startsWith('"') && sidebar.endsWith('"')) {
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localStorage.setItem('mdbook-sidebar', sidebar.slice(1, sidebar.length - 1));
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}
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} catch (e) { }
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</script>
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<!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
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<script>
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const default_theme = window.matchMedia("(prefers-color-scheme: dark)").matches ? default_dark_theme : default_light_theme;
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let theme;
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try { theme = localStorage.getItem('mdbook-theme'); } catch(e) { }
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if (theme === null || theme === undefined) { theme = default_theme; }
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const html = document.documentElement;
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html.classList.remove('light')
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html.classList.add(theme);
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html.classList.add("js");
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</script>
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<input type="checkbox" id="mdbook-sidebar-toggle-anchor" class="hidden">
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<!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
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<script>
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let sidebar = null;
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const sidebar_toggle = document.getElementById("mdbook-sidebar-toggle-anchor");
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if (document.body.clientWidth >= 1080) {
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try { sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar'); } catch(e) { }
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sidebar = sidebar || 'visible';
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} else {
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sidebar = 'hidden';
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sidebar_toggle.checked = false;
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}
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if (sidebar === 'visible') {
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sidebar_toggle.checked = true;
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} else {
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html.classList.remove('sidebar-visible');
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}
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</script>
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<nav id="mdbook-sidebar" class="sidebar" aria-label="Table of contents">
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<!-- populated by js -->
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<mdbook-sidebar-scrollbox class="sidebar-scrollbox"></mdbook-sidebar-scrollbox>
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<noscript>
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<iframe class="sidebar-iframe-outer" src="../toc.html"></iframe>
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</noscript>
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<div id="mdbook-sidebar-resize-handle" class="sidebar-resize-handle">
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<div class="sidebar-resize-indicator"></div>
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</div>
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</nav>
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<div id="mdbook-page-wrapper" class="page-wrapper">
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<div class="page">
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<div id="mdbook-menu-bar-hover-placeholder"></div>
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<div id="mdbook-menu-bar" class="menu-bar sticky">
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<div class="left-buttons">
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<label id="mdbook-sidebar-toggle" class="icon-button" for="mdbook-sidebar-toggle-anchor" title="Toggle Table of Contents" aria-label="Toggle Table of Contents" aria-controls="mdbook-sidebar">
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<span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 448 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M0 96C0 78.3 14.3 64 32 64H416c17.7 0 32 14.3 32 32s-14.3 32-32 32H32C14.3 128 0 113.7 0 96zM0 256c0-17.7 14.3-32 32-32H416c17.7 0 32 14.3 32 32s-14.3 32-32 32H32c-17.7 0-32-14.3-32-32zM448 416c0 17.7-14.3 32-32 32H32c-17.7 0-32-14.3-32-32s14.3-32 32-32H416c17.7 0 32 14.3 32 32z"/></svg></span>
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</label>
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<button id="mdbook-theme-toggle" class="icon-button" type="button" title="Change theme" aria-label="Change theme" aria-haspopup="true" aria-expanded="false" aria-controls="mdbook-theme-list">
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<span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 576 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M371.3 367.1c27.3-3.9 51.9-19.4 67.2-42.9L600.2 74.1c12.6-19.5 9.4-45.3-7.6-61.2S549.7-4.4 531.1 9.6L294.4 187.2c-24 18-38.2 46.1-38.4 76.1L371.3 367.1zm-19.6 25.4l-116-104.4C175.9 290.3 128 339.6 128 400c0 3.9 .2 7.8 .6 11.6c1.8 17.5-10.2 36.4-27.8 36.4H96c-17.7 0-32 14.3-32 32s14.3 32 32 32H240c61.9 0 112-50.1 112-112c0-2.5-.1-5-.2-7.5z"/></svg></span>
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</button>
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<ul id="mdbook-theme-list" class="theme-popup" aria-label="Themes" role="menu">
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="mdbook-theme-default_theme">Auto</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="mdbook-theme-light">Light</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="mdbook-theme-rust">Rust</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="mdbook-theme-coal">Coal</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="mdbook-theme-navy">Navy</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="mdbook-theme-ayu">Ayu</button></li>
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</ul>
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<button id="mdbook-search-toggle" class="icon-button" type="button" title="Search (`/`)" aria-label="Toggle Searchbar" aria-expanded="false" aria-keyshortcuts="/ s" aria-controls="mdbook-searchbar">
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<span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 512 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M416 208c0 45.9-14.9 88.3-40 122.7L502.6 457.4c12.5 12.5 12.5 32.8 0 45.3s-32.8 12.5-45.3 0L330.7 376c-34.4 25.2-76.8 40-122.7 40C93.1 416 0 322.9 0 208S93.1 0 208 0S416 93.1 416 208zM208 352c79.5 0 144-64.5 144-144s-64.5-144-144-144S64 128.5 64 208s64.5 144 144 144z"/></svg></span>
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</button>
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</div>
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<h1 class="menu-title">Rust语言圣经(Rust Course)</h1>
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<div class="right-buttons">
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<a href="../print.html" title="Print this book" aria-label="Print this book">
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<span class=fa-svg id="print-button"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 512 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M128 0C92.7 0 64 28.7 64 64v96h64V64H354.7L384 93.3V160h64V93.3c0-17-6.7-33.3-18.7-45.3L400 18.7C388 6.7 371.7 0 354.7 0H128zM384 352v32 64H128V384 368 352H384zm64 32h32c17.7 0 32-14.3 32-32V256c0-35.3-28.7-64-64-64H64c-35.3 0-64 28.7-64 64v96c0 17.7 14.3 32 32 32H64v64c0 35.3 28.7 64 64 64H384c35.3 0 64-28.7 64-64V384zm-16-88c-13.3 0-24-10.7-24-24s10.7-24 24-24s24 10.7 24 24s-10.7 24-24 24z"/></svg></span>
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</a>
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<a href="https://github.com/sunface/rust-course" title="Git repository" aria-label="Git repository">
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<span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 496 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M165.9 397.4c0 2-2.3 3.6-5.2 3.6-3.3.3-5.6-1.3-5.6-3.6 0-2 2.3-3.6 5.2-3.6 3-.3 5.6 1.3 5.6 3.6zm-31.1-4.5c-.7 2 1.3 4.3 4.3 4.9 2.6 1 5.6 0 6.2-2s-1.3-4.3-4.3-5.2c-2.6-.7-5.5.3-6.2 2.3zm44.2-1.7c-2.9.7-4.9 2.6-4.6 4.9.3 2 2.9 3.3 5.9 2.6 2.9-.7 4.9-2.6 4.6-4.6-.3-1.9-3-3.2-5.9-2.9zM244.8 8C106.1 8 0 113.3 0 252c0 110.9 69.8 205.8 169.5 239.2 12.8 2.3 17.3-5.6 17.3-12.1 0-6.2-.3-40.4-.3-61.4 0 0-70 15-84.7-29.8 0 0-11.4-29.1-27.8-36.6 0 0-22.9-15.7 1.6-15.4 0 0 24.9 2 38.6 25.8 21.9 38.6 58.6 27.5 72.9 20.9 2.3-16 8.8-27.1 16-33.7-55.9-6.2-112.3-14.3-112.3-110.5 0-27.5 7.6-41.3 23.6-58.9-2.6-6.5-11.1-33.3 2.6-67.9 20.9-6.5 69 27 69 27 20-5.6 41.5-8.5 62.8-8.5s42.8 2.9 62.8 8.5c0 0 48.1-33.6 69-27 13.7 34.7 5.2 61.4 2.6 67.9 16 17.7 25.8 31.5 25.8 58.9 0 96.5-58.9 104.2-114.8 110.5 9.2 7.9 17 22.9 17 46.4 0 33.7-.3 75.4-.3 83.6 0 6.5 4.6 14.4 17.3 12.1C428.2 457.8 496 362.9 496 252 496 113.3 383.5 8 244.8 8zM97.2 352.9c-1.3 1-1 3.3.7 5.2 1.6 1.6 3.9 2.3 5.2 1 1.3-1 1-3.3-.7-5.2-1.6-1.6-3.9-2.3-5.2-1zm-10.8-8.1c-.7 1.3.3 2.9 2.3 3.9 1.6 1 3.6.7 4.3-.7.7-1.3-.3-2.9-2.3-3.9-2-.6-3.6-.3-4.3.7zm32.4 35.6c-1.6 1.3-1 4.3 1.3 6.2 2.3 2.3 5.2 2.6 6.5 1 1.3-1.3.7-4.3-1.3-6.2-2.2-2.3-5.2-2.6-6.5-1zm-11.4-14.7c-1.6 1-1.6 3.6 0 5.9 1.6 2.3 4.3 3.3 5.6 2.3 1.6-1.3 1.6-3.9 0-6.2-1.4-2.3-4-3.3-5.6-2z"/></svg></span>
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</a>
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<a href="https://github.com/sunface/rust-course/edit/main/src/advance-practice/select.md" title="Suggest an edit" aria-label="Suggest an edit" rel="edit">
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<span class=fa-svg id="git-edit-button"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 512 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M421.7 220.3l-11.3 11.3-22.6 22.6-205 205c-6.6 6.6-14.8 11.5-23.8 14.1L30.8 511c-8.4 2.5-17.5 .2-23.7-6.1S-1.5 489.7 1 481.2L38.7 353.1c2.6-9 7.5-17.2 14.1-23.8l205-205 22.6-22.6 11.3-11.3 33.9 33.9 62.1 62.1 33.9 33.9zM96 353.9l-9.3 9.3c-.9 .9-1.6 2.1-2 3.4l-25.3 86 86-25.3c1.3-.4 2.5-1.1 3.4-2l9.3-9.3H112c-8.8 0-16-7.2-16-16V353.9zM453.3 19.3l39.4 39.4c25 25 25 65.5 0 90.5l-14.5 14.5-22.6 22.6-11.3 11.3-33.9-33.9-62.1-62.1L314.3 67.7l11.3-11.3 22.6-22.6 14.5-14.5c25-25 65.5-25 90.5 0z"/></svg></span>
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</a>
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</div>
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<div id="mdbook-search-wrapper" class="hidden">
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<form id="mdbook-searchbar-outer" class="searchbar-outer">
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<div class="search-wrapper">
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<input type="search" id="mdbook-searchbar" name="searchbar" placeholder="Search this book ..." aria-controls="mdbook-searchresults-outer" aria-describedby="searchresults-header">
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<div class="spinner-wrapper">
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<span class=fa-svg id="fa-spin"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 512 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M304 48c0-26.5-21.5-48-48-48s-48 21.5-48 48s21.5 48 48 48s48-21.5 48-48zm0 416c0-26.5-21.5-48-48-48s-48 21.5-48 48s21.5 48 48 48s48-21.5 48-48zM48 304c26.5 0 48-21.5 48-48s-21.5-48-48-48s-48 21.5-48 48s21.5 48 48 48zm464-48c0-26.5-21.5-48-48-48s-48 21.5-48 48s21.5 48 48 48s48-21.5 48-48zM142.9 437c18.7-18.7 18.7-49.1 0-67.9s-49.1-18.7-67.9 0s-18.7 49.1 0 67.9s49.1 18.7 67.9 0zm0-294.2c18.7-18.7 18.7-49.1 0-67.9S93.7 56.2 75 75s-18.7 49.1 0 67.9s49.1 18.7 67.9 0zM369.1 437c18.7 18.7 49.1 18.7 67.9 0s18.7-49.1 0-67.9s-49.1-18.7-67.9 0s-18.7 49.1 0 67.9z"/></svg></span>
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<div id="mdbook-searchresults-header" class="searchresults-header"></div>
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</ul>
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</div>
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</div>
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<!-- Apply ARIA attributes after the sidebar and the sidebar toggle button are added to the DOM -->
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<script>
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document.getElementById('mdbook-sidebar-toggle').setAttribute('aria-expanded', sidebar === 'visible');
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document.getElementById('mdbook-sidebar').setAttribute('aria-hidden', sidebar !== 'visible');
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Array.from(document.querySelectorAll('#mdbook-sidebar a')).forEach(function(link) {
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link.setAttribute('tabIndex', sidebar === 'visible' ? 0 : -1);
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});
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</script>
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<div id="mdbook-content" class="content">
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<main>
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<h1 id="select"><a class="header" href="#select">select!</a></h1>
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<p>在实际使用时，一个重要的场景就是同时等待多个异步操作的结果，并且对其结果进行进一步处理，在本章节，我们来看看，强大的 <code>select!</code> 是如何帮助咱们更好的控制多个异步操作并发执行的。</p>
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<h2 id="tokioselect"><a class="header" href="#tokioselect">tokio::select!</a></h2>
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<p><code>select!</code> 允许同时等待多个计算操作，然后当其中一个操作完成时就退出等待:</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use tokio::sync::oneshot;
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#[tokio::main]
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async fn main() {
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let (tx1, rx1) = oneshot::channel();
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let (tx2, rx2) = oneshot::channel();
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tokio::spawn(async {
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let _ = tx1.send("one");
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});
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tokio::spawn(async {
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let _ = tx2.send("two");
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});
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tokio::select! {
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val = rx1 => {
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println!("rx1 completed first with {:?}", val);
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}
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val = rx2 => {
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println!("rx2 completed first with {:?}", val);
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}
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}
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// 任何一个 select 分支结束后，都会继续执行接下来的代码
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}</code></pre>
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<p>这里用到了两个 <code>oneshot</code> 消息通道，虽然两个操作的创建在代码上有先后顺序，但在实际执行时却不这样。因此， <code>select</code> 在从两个通道<strong>阻塞等待</strong>接收消息时，<code>rx1</code> 和 <code>rx2</code> 都有可能被先打印出来。</p>
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<p>需要注意，任何一个 <code>select</code> 分支完成后，都会继续执行后面的代码，没被执行的分支会被丢弃( <code>dropped</code> )。</p>
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<h4 id="取消"><a class="header" href="#取消">取消</a></h4>
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<p>对于 <code>Async Rust</code> 来说，释放( drop )掉一个 <code>Future</code> 就意味着取消任务。从上一章节可以得知， <code>async</code> 操作会返回一个 <code>Future</code>，而后者是惰性的，直到被 <code>poll</code> 调用时，才会被执行。一旦 <code>Future</code> 被释放，那操作将无法继续，因为所有相关的状态都被释放。</p>
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<p>对于 Tokio 的 <code>oneshot</code> 的接收端来说，它在被释放时会发送一个关闭通知到发送端，因此发送端可以通过释放任务的方式来终止正在执行的任务。</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use tokio::sync::oneshot;
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async fn some_operation() -> String {
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// 在这里执行一些操作...
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}
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#[tokio::main]
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async fn main() {
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let (mut tx1, rx1) = oneshot::channel();
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let (tx2, rx2) = oneshot::channel();
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tokio::spawn(async {
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// 等待 `some_operation` 的完成
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// 或者处理 `oneshot` 的关闭通知
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tokio::select! {
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val = some_operation() => {
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let _ = tx1.send(val);
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}
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_ = tx1.closed() => {
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// 收到了发送端发来的关闭信号
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// `select` 即将结束，此时，正在进行的 `some_operation()` 任务会被取消，任务自动完成，
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// tx1 被释放
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}
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}
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});
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tokio::spawn(async {
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let _ = tx2.send("two");
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});
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tokio::select! {
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val = rx1 => {
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println!("rx1 completed first with {:?}", val);
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}
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val = rx2 => {
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println!("rx2 completed first with {:?}", val);
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}
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}
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}</code></pre>
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<p>上面代码的重点就在于 <code>tx1.closed</code> 所在的分支，一旦发送端被关闭，那该分支就会被执行，然后 <code>select</code> 会退出，并清理掉还没执行的第一个分支 <code>val = some_operation()</code> ，这其中 <code>some_operation</code> 返回的 <code>Future</code> 也会被清理，根据之前的内容，<code>Future</code> 被清理那相应的任务会立即取消，因此 <code>some_operation</code> 会被取消，不再执行。</p>
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<h4 id="future-的实现"><a class="header" href="#future-的实现">Future 的实现</a></h4>
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<p>为了更好的理解 <code>select</code> 的工作原理，我们来看看如果使用 <code>Future</code> 该如何实现。当然，这里是一个简化版本，在实际中，<code>select!</code> 会包含一些额外的功能，例如一开始会随机选择一个分支进行 <code>poll</code>。</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use tokio::sync::oneshot;
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use std::future::Future;
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use std::pin::Pin;
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use std::task::{Context, Poll};
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struct MySelect {
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rx1: oneshot::Receiver<&'static str>,
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rx2: oneshot::Receiver<&'static str>,
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}
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impl Future for MySelect {
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type Output = ();
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fn poll(mut self: Pin<&mut Self>, cx: &mut Context<'_>) -> Poll<()> {
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if let Poll::Ready(val) = Pin::new(&mut self.rx1).poll(cx) {
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println!("rx1 completed first with {:?}", val);
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return Poll::Ready(());
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}
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if let Poll::Ready(val) = Pin::new(&mut self.rx2).poll(cx) {
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println!("rx2 completed first with {:?}", val);
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return Poll::Ready(());
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}
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Poll::Pending
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}
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}
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#[tokio::main]
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async fn main() {
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let (tx1, rx1) = oneshot::channel();
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let (tx2, rx2) = oneshot::channel();
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// 使用 tx1 和 tx2
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MySelect {
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rx1,
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rx2,
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}.await;
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}</code></pre>
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<p><code>MySelect</code> 包含了两个分支中的 <code>Future</code>，当它被 <code>poll</code> 时，第一个分支会先执行。如果执行完成，那取出的值会被使用，然后 <code>MySelect</code> 也随之结束。而另一个分支对应的 <code>Future</code> 会被释放掉，对应的操作也会被取消。</p>
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<p>还记得上一章节中很重要的一段话吗？</p>
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<blockquote>
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<p>当一个 <code>Future</code> 返回 <code>Poll::Pending</code> 时，它必须确保会在某一个时刻通过 <code>Waker</code> 来唤醒，不然该 <code>Future</code> 将永远地被挂起</p>
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</blockquote>
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<p>但是仔细观察我们之前的代码，里面并没有任何的 <code>wake</code> 调用！事实上，这是因为参数 <code>cx</code> 被传入了内层的 <code>poll</code> 调用。 只要内部的 <code>Future</code> 实现了唤醒并且返回了 <code>Poll::Pending</code>，那 <code>MySelect</code> 也等于实现了唤醒！</p>
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<h2 id="语法"><a class="header" href="#语法">语法</a></h2>
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<p>目前来说，<code>select!</code> 最多可以支持 64 个分支，每个分支形式如下：</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
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|
</span><span class="boring">fn main() {
|
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|
</span><模式> = <async 表达式> => <结果处理>,
|
|
|
<span class="boring">}</span></code></pre>
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<p>当 <code>select</code> 宏开始执行后，所有的分支会开始并发的执行。当任何一个<strong>表达式</strong>完成时，会将结果跟<strong>模式</strong>进行匹配。若匹配成功，则剩下的表达式会被释放。</p>
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<p>最常用的<strong>模式</strong>就是用变量名去匹配表达式返回的值，然后该变量就可以在<strong>结果处理</strong>环节使用。</p>
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<p>如果当前的模式不能匹配，剩余的 <code>async</code> 表达式将继续并发的执行，直到下一个完成。</p>
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<p>由于 <code>select!</code> 使用的是一个 <code>async</code> 表达式，因此我们可以定义一些更复杂的计算。</p>
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<p>例如从在分支中进行 TCP 连接：</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use tokio::net::TcpStream;
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use tokio::sync::oneshot;
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#[tokio::main]
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async fn main() {
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let (tx, rx) = oneshot::channel();
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// 生成一个任务，用于向 oneshot 发送一条消息
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tokio::spawn(async move {
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tx.send("done").unwrap();
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});
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tokio::select! {
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socket = TcpStream::connect("localhost:3465") => {
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println!("Socket connected {:?}", socket);
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}
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msg = rx => {
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println!("received message first {:?}", msg);
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}
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}
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|
}</code></pre>
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<p>再比如，在分支中进行 TCP 监听:</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use tokio::net::TcpListener;
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use tokio::sync::oneshot;
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use std::io;
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#[tokio::main]
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async fn main() -> io::Result<()> {
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let (tx, rx) = oneshot::channel();
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tokio::spawn(async move {
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|
tx.send(()).unwrap();
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|
});
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let mut listener = TcpListener::bind("localhost:3465").await?;
|
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tokio::select! {
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_ = async {
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loop {
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let (socket, _) = listener.accept().await?;
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tokio::spawn(async move { process(socket) });
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|
}
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// 给予 Rust 类型暗示
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Ok::<_, io::Error>(())
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} => {}
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_ = rx => {
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println!("terminating accept loop");
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|
}
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|
}
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Ok(())
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|
}</code></pre>
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<p>分支中接收连接的循环会一直运行，直到遇到错误才停止，或者当 <code>rx</code> 中有值时，也会停止。 <code>_</code> 表示我们并不关心这个值，这样使用唯一的目的就是为了结束第一分支中的循环。</p>
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<h2 id="返回值"><a class="header" href="#返回值">返回值</a></h2>
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|
<p><code>select!</code> 还能返回一个值:</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">async fn computation1() -> String {
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// .. 计算
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}
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|
async fn computation2() -> String {
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|
// .. 计算
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|
}
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#[tokio::main]
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async fn main() {
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let out = tokio::select! {
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res1 = computation1() => res1,
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res2 = computation2() => res2,
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};
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println!("Got = {}", out);
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}</code></pre>
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<p>需要注意的是，此时 <code>select!</code> 的所有分支必须返回一样的类型，否则编译器会报错！</p>
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<h2 id="错误传播"><a class="header" href="#错误传播">错误传播</a></h2>
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<p>在 Rust 中使用 <code>?</code> 可以对错误进行传播，但是在 <code>select!</code> 中，<code>?</code> 如何工作取决于它是在分支中的 <code>async</code> 表达式使用还是在结果处理的代码中使用:</p>
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<ul>
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<li>在分支中 <code>async</code> 表达式使用会将该表达式的结果变成一个 <code>Result</code></li>
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|
<li>在结果处理中使用，会将错误直接传播到 <code>select!</code> 之外</li>
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|
</ul>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use tokio::net::TcpListener;
|
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use tokio::sync::oneshot;
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|
use std::io;
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#[tokio::main]
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async fn main() -> io::Result<()> {
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// [设置 `rx` oneshot 消息通道]
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let listener = TcpListener::bind("localhost:3465").await?;
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tokio::select! {
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res = async {
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|
loop {
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let (socket, _) = listener.accept().await?;
|
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tokio::spawn(async move { process(socket) });
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|
}
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Ok::<_, io::Error>(())
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} => {
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res?;
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}
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_ = rx => {
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|
println!("terminating accept loop");
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|
}
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|
}
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Ok(())
|
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|
}</code></pre>
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<p><code>listener.accept().await?</code> 是分支表达式中的 <code>?</code>，因此它会将表达式的返回值变成 <code>Result</code> 类型，然后赋予给 <code>res</code> 变量。</p>
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<p>与之不同的是，结果处理中的 <code>res?;</code> 会让 <code>main</code> 函数直接结束并返回一个 <code>Result</code>，可以看出，这里 <code>?</code> 的用法跟我们平时的用法并无区别。</p>
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|
<h2 id="模式匹配"><a class="header" href="#模式匹配">模式匹配</a></h2>
|
|
|
<p>既然是模式匹配，我们需要再来回忆下 <code>select!</code> 的分支语法形式:</p>
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|
<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
|
|
|
</span><span class="boring">fn main() {
|
|
|
</span><模式> = <async 表达式> => <结果处理>,
|
|
|
<span class="boring">}</span></code></pre>
|
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<p>迄今为止，我们只用了变量绑定的模式，事实上，<a href="https://course.rs/basic/match-pattern/all-patterns.html">任何 Rust 模式</a>都可以在此处使用。</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use tokio::sync::mpsc;
|
|
|
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|
#[tokio::main]
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|
async fn main() {
|
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let (mut tx1, mut rx1) = mpsc::channel(128);
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let (mut tx2, mut rx2) = mpsc::channel(128);
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tokio::spawn(async move {
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// 用 tx1 和 tx2 干一些不为人知的事
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});
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tokio::select! {
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Some(v) = rx1.recv() => {
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println!("Got {:?} from rx1", v);
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|
}
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Some(v) = rx2.recv() => {
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println!("Got {:?} from rx2", v);
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|
}
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else => {
|
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|
println!("Both channels closed");
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|
}
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|
}
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}</code></pre>
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<p>上面代码中，<code>rx</code> 通道关闭后，<code>recv()</code> 方法会返回一个 <code>None</code>，可以看到没有任何模式能够匹配这个 <code>None</code>，那为何不会报错？秘密就在于 <code>else</code> 上：当使用模式去匹配分支时，若之前的所有分支都无法被匹配，那 <code>else</code> 分支将被执行。</p>
|
|
|
<h2 id="借用"><a class="header" href="#借用">借用</a></h2>
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<p>当在 Tokio 中生成( spawn )任务时，其 async 语句块必须拥有其中数据的所有权。而 <code>select!</code> 并没有这个限制，它的每个分支表达式可以直接借用数据，然后进行并发操作。只要遵循 Rust 的借用规则，多个分支表达式可以不可变的借用同一个数据，或者在一个表达式可变的借用某个数据。</p>
|
|
|
<p>来看个例子，在这里我们同时向两个 TCP 目标发送同样的数据:</p>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021"><span class="boring">#![allow(unused)]
|
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|
</span><span class="boring">fn main() {
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|
</span>use tokio::io::AsyncWriteExt;
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use tokio::net::TcpStream;
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use std::io;
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use std::net::SocketAddr;
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async fn race(
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data: &[u8],
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addr1: SocketAddr,
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addr2: SocketAddr
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) -> io::Result<()> {
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tokio::select! {
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Ok(_) = async {
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let mut socket = TcpStream::connect(addr1).await?;
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socket.write_all(data).await?;
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Ok::<_, io::Error>(())
|
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} => {}
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Ok(_) = async {
|
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|
let mut socket = TcpStream::connect(addr2).await?;
|
|
|
socket.write_all(data).await?;
|
|
|
Ok::<_, io::Error>(())
|
|
|
} => {}
|
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|
else => {}
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|
};
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Ok(())
|
|
|
}
|
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|
<span class="boring">}</span></code></pre>
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|
<p>有趣的题外话：由于 TCP 的连接过程是在模式中发生，因此当某一个连接过程失败后，它通过 <code>?</code> 返回的 <code>Err</code> 类型无法匹配 <code>Ok</code>，导致另一个分支会继续被执行、继续连接。</p>
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|
<p>如果你把连接过程放在了结果处理中，那连接失败会直接从 <code>race</code> 函数中返回，而不是继续执行另一个分支中的连接！</p>
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|
<p>还有一个非常重要的点，<strong>借用规则在分支表达式和结果处理中存在很大的不同</strong>。例如上面代码中，我们在两个分支表达式中分别对 <code>data</code> 做了不可变借用，这当然 ok，但是若是两次可变借用，那编译器会立即进行报错。但是转折来了：当在结果处理中进行两次可变借用时，却不会报错，大家可以思考下为什么，提示下：思考下分支在执行完成后会发生什么？</p>
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|
<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use tokio::sync::oneshot;
|
|
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|
#[tokio::main]
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|
async fn main() {
|
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|
let (tx1, rx1) = oneshot::channel();
|
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|
let (tx2, rx2) = oneshot::channel();
|
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let mut out = String::new();
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tokio::spawn(async move {
|
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|
});
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tokio::select! {
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_ = rx1 => {
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out.push_str("rx1 completed");
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|
}
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_ = rx2 => {
|
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|
out.push_str("rx2 completed");
|
|
|
}
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|
}
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println!("{}", out);
|
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|
}</code></pre>
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<p>例如以上代码，就在两个分支的结果处理中分别进行了可变借用，并不会报错。原因就在于：<code>select!</code>会保证只有一个分支的结果处理会被运行，然后在运行结束后，另一个分支会被直接丢弃。</p>
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|
<h2 id="循环"><a class="header" href="#循环">循环</a></h2>
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|
|
<p>来看看该如何在循环中使用 <code>select!</code>，顺便说一句，跟循环一起使用是最常见的使用方式。</p>
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|
<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">use tokio::sync::mpsc;
|
|
|
|
|
|
#[tokio::main]
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|
async fn main() {
|
|
|
let (tx1, mut rx1) = mpsc::channel(128);
|
|
|
let (tx2, mut rx2) = mpsc::channel(128);
|
|
|
let (tx3, mut rx3) = mpsc::channel(128);
|
|
|
|
|
|
loop {
|
|
|
let msg = tokio::select! {
|
|
|
Some(msg) = rx1.recv() => msg,
|
|
|
Some(msg) = rx2.recv() => msg,
|
|
|
Some(msg) = rx3.recv() => msg,
|
|
|
else => { break }
|
|
|
};
|
|
|
|
|
|
println!("Got {}", msg);
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
println!("All channels have been closed.");
|
|
|
}</code></pre>
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<p>在循环中使用 <code>select!</code> 最大的不同就是，当某一个分支执行完成后，<code>select!</code> 会继续循环等待并执行下一个分支，直到所有分支最终都完成，最终匹配到 <code>else</code> 分支，然后通过 <code>break</code> 跳出循环。</p>
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<p>老生常谈的一句话：<code>select!</code> 中哪个分支先被执行是无法确定的，因此不要依赖于分支执行的顺序！想象一下，在异步编程场景，若 <code>select!</code> 按照分支的顺序来执行会如何：若 <code>rx1</code> 中总是有数据，那每次循环都只会去处理第一个分支，后面两个分支永远不会被执行。</p>
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<h4 id="恢复之前的异步操作"><a class="header" href="#恢复之前的异步操作">恢复之前的异步操作</a></h4>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">async fn action() {
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// 一些异步逻辑
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}
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#[tokio::main]
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async fn main() {
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let (mut tx, mut rx) = tokio::sync::mpsc::channel(128);
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let operation = action();
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tokio::pin!(operation);
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loop {
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tokio::select! {
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_ = &mut operation => break,
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Some(v) = rx.recv() => {
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if v % 2 == 0 {
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break;
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}
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}
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}
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}
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}</code></pre>
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<p>在上面代码中，我们没有直接在 <code>select!</code> 分支中调用 <code>action()</code> ，而是在 <code>loop</code> 循环外面先将 <code>action()</code> 赋值给 <code>operation</code>，因此 <code>operation</code> 是一个 <code>Future</code>。</p>
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<p><strong>重点来了</strong>，在 <code>select!</code> 循环中，我们使用了一个奇怪的语法 <code>&mut operation</code>，大家想象一下，如果不加 <code>&mut</code> 会如何？答案是，每一次循环调用的都是一次全新的 <code>action()</code>调用，但是当加了 <code>&mut operatoion</code> 后，每一次循环调用就变成了对同一次 <code>action()</code> 的调用。也就是我们实现了在每次循环中恢复了之前的异步操作！</p>
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<p><code>select!</code> 的另一个分支从消息通道收取消息，一旦收到值是偶数，就跳出循环，否则就继续循环。</p>
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<p>还有一个就是我们使用了 <code>tokio::pin!</code>，具体的细节这里先不介绍，值得注意的点是：如果要在一个引用上使用 <code>.await</code>，那么引用的值就必须是不能移动的或者实现了 <code>Unpin</code>，关于 <code>Pin</code> 和 <code>Unpin</code> 可以参见<a href="https://course.rs/async/pin-unpin.html">这里</a>。</p>
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<p>一旦移除 <code>tokio::pin!</code> 所在行的代码，然后试图编译，就会获得以下错误:</p>
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<pre><code class="language-console">error[E0599]: no method named `poll` found for struct
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`std::pin::Pin<&mut &mut impl std::future::Future>`
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in the current scope
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--> src/main.rs:16:9
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16 | / tokio::select! {
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17 | | _ = &mut operation => break,
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18 | | Some(v) = rx.recv() => {
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19 | | if v % 2 == 0 {
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... |
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22 | | }
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23 | | }
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| |_________^ method not found in
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| `std::pin::Pin<&mut &mut impl std::future::Future>`
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= note: the method `poll` exists but the following trait bounds
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were not satisfied:
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`impl std::future::Future: std::marker::Unpin`
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which is required by
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`&mut impl std::future::Future: std::future::Future`
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</code></pre>
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<p>虽然我们已经学了很多关于 <code>Future</code> 的知识，但是这个错误依然不太好理解。但是它不难解决：当你试图在<strong>一个引用上调用 <code>.await</code> 然后遇到了 <code>Future 未实现</code> 这种错误时</strong>，往往只需要将对应的 <code>Future</code> 进行固定即可: <code> tokio::pin!(operation);</code>。</p>
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<h4 id="修改一个分支"><a class="header" href="#修改一个分支">修改一个分支</a></h4>
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<p>下面一起来看一个稍微复杂一些的 <code>loop</code> 循环，首先，我们拥有：</p>
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<ul>
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<li>一个消息通道可以传递 <code>i32</code> 类型的值</li>
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<li>定义在 <code>i32</code> 值上的一个异步操作</li>
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</ul>
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<p>想要实现的逻辑是：</p>
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<ul>
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<li>在消息通道中等待一个偶数出现</li>
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<li>使用该偶数作为输入来启动一个异步操作</li>
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<li>等待异步操作完成，与此同时监听消息通道以获取更多的偶数</li>
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<li>若在异步操作完成前一个新的偶数到来了，终止当前的异步操作，然后接着使用新的偶数开始异步操作</li>
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</ul>
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<pre class="playground"><code class="language-rust edition2021">async fn action(input: Option<i32>) -> Option<String> {
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// 若 input（输入）是None，则返回 None
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// 事实上也可以这么写: `let i = input?;`
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let i = match input {
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Some(input) => input,
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None => return None,
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};
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// 这里定义一些逻辑
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}
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#[tokio::main]
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async fn main() {
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let (mut tx, mut rx) = tokio::sync::mpsc::channel(128);
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let mut done = false;
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let operation = action(None);
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tokio::pin!(operation);
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tokio::spawn(async move {
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let _ = tx.send(1).await;
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let _ = tx.send(3).await;
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let _ = tx.send(2).await;
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|
});
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loop {
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tokio::select! {
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res = &mut operation, if !done => {
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done = true;
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if let Some(v) = res {
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println!("GOT = {}", v);
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return;
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}
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}
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Some(v) = rx.recv() => {
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if v % 2 == 0 {
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// `.set` 是 `Pin` 上定义的方法
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operation.set(action(Some(v)));
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done = false;
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}
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}
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}
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}
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}</code></pre>
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<p>当第一次循环开始时， 第一个分支会立即完成，因为 <code>operation</code> 的参数是 <code>None</code>。当第一个分支执行完成时，<code>done</code> 会变成 <code>true</code>，此时第一个分支的条件将无法被满足，开始执行第二个分支。</p>
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<p>当第二个分支收到一个偶数时，<code>done</code> 会被修改为 <code>false</code>，且 <code>operation</code> 被设置了值。 此后再一次循环时，第一个分支会被执行，且 <code>operation</code> 返回一个 <code>Some(2)</code>，因此会触发 <code>return</code> ，最终结束循环并返回。</p>
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<p>这段代码引入了一个新的语法: <code>if !done</code>，在解释之前，先看看去掉后会如何：</p>
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<pre><code class="language-console">thread 'main' panicked at '`async fn` resumed after completion', src/main.rs:1:55
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note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
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</code></pre>
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<p><code>'`async fn` resumed after completion'</code> 错误的含义是：<code>async fn</code> 异步函数在完成后，依然被恢复了(继续使用)。</p>
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<p>回到例子中来，这个错误是由于 <code>operation</code> 在它已经调用完成后依然被使用。通常来说，当使用 <code>.await</code> 后，调用 <code>.await</code> 的值会被消耗掉，因此并不存在这个问题。但是在这例子中，我们在引用上调用 <code>.await</code>，因此之后该引用依然可以被使用。</p>
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<p>为了避免这个问题，需要在第一个分支的 <code>operation</code> 完成后禁止再使用该分支。这里的 <code>done</code> 的引入就很好的解决了问题。对于 <code>select!</code> 来说 <code>if !done</code> 的语法被称为预条件( <strong>precondition</strong> )，该条件会在分支被 <code>.await</code> 执行前进行检查。</p>
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<p>那大家肯定有疑问了，既然 <code>operation</code> 不能再被调用了，我们该如何在有偶数值时，再回到第一个分支对其进行调用呢？答案就是 <code>operation.set(action(Some(v)));</code>，该操作会重新使用新的参数设置 <code>operation</code>。</p>
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<h2 id="spawn-和-select-的一些不同"><a class="header" href="#spawn-和-select-的一些不同">spawn 和 select! 的一些不同</a></h2>
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<p>学到现在，相信大家对于 <code>tokio::spawn</code> 和 <code>select!</code> 已经非常熟悉，它们的共同点就是都可以并发的运行异步操作。
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然而它们使用的策略大相径庭。</p>
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<p><code>tokio::spawn</code> 函数会启动新的任务来运行一个异步操作，每个任务都是一个独立的对象可以单独被 Tokio 调度运行，因此两个不同的任务的调度都是独立进行的，甚至于它们可能会运行在两个不同的操作系统线程上。鉴于此，生成的任务和生成的线程有一个相同的限制：不允许对外部环境中的值进行借用。</p>
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<p>而 <code>select!</code> 宏就不一样了，它在同一个任务中并发运行所有的分支。正是因为这样，在同一个任务中，这些分支无法被同时运行。 <code>select!</code> 宏在单个任务中实现了多路复用的功能。</p>
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|
</main>
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<nav class="nav-wrapper" aria-label="Page navigation">
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</a>
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</a>
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</a>
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<a rel="next prefetch" href="../advance-practice/stream.html" class="nav-chapters next" title="Next chapter" aria-label="Next chapter" aria-keyshortcuts="Right">
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<span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 320 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M278.6 233.4c12.5 12.5 12.5 32.8 0 45.3l-160 160c-12.5 12.5-32.8 12.5-45.3 0s-12.5-32.8 0-45.3L210.7 256 73.4 118.6c-12.5-12.5-12.5-32.8 0-45.3s32.8-12.5 45.3 0l160 160z"/></svg></span>
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</a>
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</nav>
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</div>
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<template id=fa-eye><span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 576 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M288 32c-80.8 0-145.5 36.8-192.6 80.6C48.6 156 17.3 208 2.5 243.7c-3.3 7.9-3.3 16.7 0 24.6C17.3 304 48.6 356 95.4 399.4C142.5 443.2 207.2 480 288 480s145.5-36.8 192.6-80.6c46.8-43.5 78.1-95.4 93-131.1c3.3-7.9 3.3-16.7 0-24.6c-14.9-35.7-46.2-87.7-93-131.1C433.5 68.8 368.8 32 288 32zM432 256c0 79.5-64.5 144-144 144s-144-64.5-144-144s64.5-144 144-144s144 64.5 144 144zM288 192c0 35.3-28.7 64-64 64c-11.5 0-22.3-3-31.6-8.4c-.2 2.8-.4 5.5-.4 8.4c0 53 43 96 96 96s96-43 96-96s-43-96-96-96c-2.8 0-5.6 .1-8.4 .4c5.3 9.3 8.4 20.1 8.4 31.6z"/></svg></span></template>
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<template id=fa-copy><span class=fa-svg><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 512 512"><!--! Font Awesome Free 6.2.0 by @fontawesome - https://fontawesome.com License - https://fontawesome.com/license/free (Icons: CC BY 4.0, Fonts: SIL OFL 1.1, Code: MIT License) Copyright 2022 Fonticons, Inc. --><path d="M502.6 70.63l-61.25-61.25C435.4 3.371 427.2 0 418.7 0H255.1c-35.35 0-64 28.66-64 64l.0195 256C192 355.4 220.7 384 256 384h192c35.2 0 64-28.8 64-64V93.25C512 84.77 508.6 76.63 502.6 70.63zM464 320c0 8.836-7.164 16-16 16H255.1c-8.838 0-16-7.164-16-16L239.1 64.13c0-8.836 7.164-16 16-16h128L384 96c0 17.67 14.33 32 32 32h47.1V320zM272 448c0 8.836-7.164 16-16 16H63.1c-8.838 0-16-7.164-16-16L47.98 192.1c0-8.836 7.164-16 16-16H160V128H63.99c-35.35 0-64 28.65-64 64l.0098 256C.002 483.3 28.66 512 64 512h192c35.2 0 64-28.8 64-64v-32h-47.1L272 448z"/></svg></span></template>
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