Rust框架Tokio是什么

Tokio是用Rust编程语言构建的异步运行时,用于编写高性能的网络应用。它提供了多线程运行时、异步标准库版本以及丰富的生态系统。Tokio强调速度、可扩展性、可靠性、易用性和灵活性,适用于处理I/O密集型任务,但并不适合CPU密集型计算或简单的文件读取操作。其优势包括与Rust的async/await语法的紧密结合以及对标准库API的兼容性。

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Tokio

Tokio是Rust编程语言的一个异步运行时间。它提供了编写网络应用所需的构建模块。它提供了针对各种系统的灵活性,从有几十个内核的大型服务器到小型嵌入式设备。

在高层次上,Tokio提供了几个主要组件:

一个用于执行异步代码的多线程运行时间。
一个标准库的异步版本。
一个庞大的库的生态系统。

Tokio 在你的项目中的作用
当你以异步方式编写你的应用程序时,你可以通过减少在同一时间做许多事情的成本,使它能够更好地扩展。然而,异步的Rust代码不会自己运行,所以你必须选择一个运行时来执行它。Tokio库是使用最广泛的运行时,在使用量上超过了所有其他运行时的总和。

此外,Tokio提供了许多有用的工具。在编写异步代码时,你不能使用Rust标准库提供的普通阻塞API,而必须使用它们的异步版本。这些异步版本是由Tokio提供的,在有意义的地方反映了Rust标准库的API。

Tokio的优势

快速

Tokio 是快速的,它建立在 Rust 编程语言之上,而 Rust 编程语言本身是快速的。这是根据Rust的精神来做的,目标是你不应该通过手工编写同等的代码来提高性能。

Tokio是可扩展的,建立在async/await语言特性之上,而这本身就是可扩展的。当处理网络时,由于延迟的原因,你能处理一个连接的速度是有限的,所以唯一的扩展方式是一次处理许多连接。有了async/await语言功能,增加并发操作的数量变得异常简单,使你可以扩展到大量的并发任务。

可靠的

Tokio 是用 Rust 构建的,Rust 是一种使每个人都能构建可靠和高效软件的语言。一些研究发现,大约有70%的高严重度安全漏洞是由内存不安全造成的。使用Rust可以消除你的应用程序中的这一类错误。

Tokio也非常注重提供一致的行为,没有任何意外。Tokio的主要目标是让用户部署可预测的软件,使其每天都有相同的表现,有可靠的响应时间,没有不可预测的延迟峰值。

易用的

有了Rust的async/await功能,编写异步应用程序的复杂性已经大大降低了。与Tokio的实用程序和充满活力的生态系统相配,编写应用程序是一件轻而易举的事。

Tokio在合理的情况下遵循标准库的命名惯例。这使得只用标准库编写的代码很容易转换为用Tokio编写的代码。有了Rust强大的类型系统,轻松提供正确代码的能力是无可比拟的。

灵活的

Tokio提供了运行时的多种变化。从多线程的、减重的运行时到轻量级的、单线程的运行时。每个运行时都有许多旋钮,允许用户根据自己的需要进行调整。

什么时候不使用Tokio

虽然Tokio对许多需要同时做很多事情的项目很有用,但也有一些用例是Tokio不适合的。
通过在几个线程上并行运行,加快了由CPU约束的计算。Tokio是为绑定IO的应用而设计的,在这些应用中,每个单独的任务大部分时间都在等待IO。如果你的应用程序唯一做的事情是并行运行计算,你应该使用rayon。也就是说,如果你需要同时做这两件事,还是可以 "混合搭配 "的。

读取大量的文件。虽然看起来Tokio对那些仅仅需要读取大量文件的项目很有用,但与普通线程池相比,Tokio在这里没有提供任何优势。这是因为操作系统一般不提供异步文件API。

发送一个网络请求。Tokio给你带来优势的地方是当你需要同时做很多事情的时候。如果你需要使用一个用于异步Rust的库,如reqwest,但你不需要同时做很多事情,你应该选择该库的阻塞版本,因为它将使你的项目更简单。当然,使用Tokio仍然可以工作,但与阻塞式API相比,没有提供真正的优势。

tokio官网
tokio中文网

### RustTokio 异步运行时简介 Tokio 是一个用于编写异步应用程序的事件驱动型非阻塞 I/O 运行时[^1]。它提供了多线程调度器、I/O 驱动程序以及各种实用工具来简化异步编程。 #### 创建简单的 Tokio 应用程序 要创建一个新的基于 Tokio 的项目,可以使用 Cargo 初始化新项目并添加依赖项: ```toml [dependencies] tokio = { version = "1", features = ["full"] } ``` 下面是一个基本的例子展示如何启动 Tokio 运行时并执行异步函数: ```rust use tokio::time::{sleep, Duration}; #[tokio::main] async fn main() { println!("等待一秒钟..."); sleep(Duration::from_secs(1)).await; println!("完成!"); } ``` 这段代码定义了一个 `main` 函数作为入口点,并通过属性宏 `[tokio::main]` 将其标记为异步环境下的主函数[^2]。 #### 使用 Future 和 Task 在 Tokio 中,所有的异步操作都围绕着 future 概念展开。Future 表示可能尚未完成的操作的结果。当调用 `.await` 方法时,当前任务会暂停直到该未来完成。 为了更好地理解这一点,考虑如下例子中的两个并发任务: ```rust use tokio::spawn; async fn task_one() -> String { // 执行一些耗时的工作... format!("Task One Done!") } async fn task_two() -> String { // 执行另一些工作... format!("Task Two Done!") } #[tokio::main] async fn main() { let t1 = spawn(task_one()); let t2 = spawn(task_two()); match (t1.await, t2.await) { (Ok(result1), Ok(result2)) => println!("{}, {}", result1, result2), _ => eprintln!("One of the tasks failed."), } } ``` 此段代码展示了如何利用 `spawn()` 来创建独立的任务,并收集它们的结果[^3]。
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