Rust async 的本质是由编译器生成的状态机,通过 Future、poll 和 Waker 驱动

Rust async 状态机揭秘:Future、poll、Waker 到底怎么工作?

你的 Rust async 代码是个“骗子”:我把它的状态机底裤给扒了! 你有没有过这样的经历:你写了一个 async 函数,满心欢喜地调用了它,然后……程序“啪”一下就结束了,啥也没发生。 你盯着屏幕,陷入沉思:我的代码呢?我的 println! 呢?难道我刚才运行了个寂寞? 别慌,你不是一个人。欢迎来到 Rust async 的世界,这里的第一条规则就是:你眼睛看到的,不一定是真的。 async/await 是 Rust 并发编程的王牌,它能让你用看似同步的代码,写出性能炸裂的非阻塞程序,轻松应对成千上万的网络连接。但在这优雅的语法糖背后,藏着一个精妙绝伦、却也让无数新手迷惑的底层机制。 今天,我就带你潜入 Rust 的“引擎室”,把 Future、.poll() 和状态机这几个核心部件给你安排得明明白白。 第一幕:天大的误会 —— async fn 根本不会立即执行 让我们从这个最基础的“骗局”开始。你写了这么一个函数: async fn say_hello() { println!("Hello, from the future!"); } 然后你调用它: fn main() { say_hello(); // 程序结束,什么都不会打印 } 为什么?因为调用一个 async 函数,并不会执行它里面的代码。它只会返回一个东西,叫做 Future。 什么是 Future? 你可以把它想象成一张“未来才会兑现的承诺券”。 这张券本身什么都不是,你拿着它,它不会自动变成奖品。say_hello() 函数返回的就是这么一张承诺券,上面写着:“我承诺,未来某个时候会打印一行字”。 你的 main 函数拿到了这张券,然后就把它扔了,程序自然就结束了。 记住:async 函数返回的是一个“计划”,而不是一个“结果”。 第二幕:引擎启动 —— Executor 和 .await 的登场 那么,怎么才能让这张“承诺券”兑现呢? 你需要一个“执行器”(Executor),比如大名鼎鼎的 tokio 或 async-std。 你可以把执行器想象成一个精力无限的厨房总管。 ...

August 10, 2025 · 2 min · 221 words · 梦兽编程
Rust异步编程:7个导致性能瓶颈和崩溃的常见错误

Rust异步编程:7个导致性能瓶颈和崩溃的常见错误

你的Rust异步代码为什么又慢又容易崩溃?本文揭示了7个致命陷阱,从被遗忘的Future到错误的锁机制,并提供详细解决方案,助你编写高效、健壮的异步程序。

July 31, 2024 · 2 min · 397 words · 梦兽编程

Rust Async内幕:让代码学会摸鱼,效率还能翻倍的秘密!

Rust Async内幕:让代码学会"摸鱼",效率还能翻倍的秘密! 关注梦兽编程微信公众号,幽默学习Rust。 你好,未来的Rust大师!今天我们来聊一个神奇的话题:异步编程(Async)。 你可能在JavaScript或Python里和它打过照面,觉得它就像个幕后英雄,默默处理着一切。但在Rust里,这位“英雄”的行事风格可完全不一样。它不玩“魔法”,一切都摆在明面上,既明确又高效,而且编译后几乎是“零成本”的! 准备好脑洞大开了吗?我们这就发车! 第一站:async 关键字,一个“稍后处理”的承诺 想象一下,你让一个机器人帮你倒水。你对它说:“去倒杯水。” 在普通的同步世界里,这个机器人会立刻放下手头所有事,跑到厨房,找到杯子,打开水龙头,等水满,然后端回来给你。在这整个过程中,它(以及你)都在原地“阻塞”着,啥也干不了。 但如果这是一个 async 机器人呢? async fn pour_water() { println!("💧 好的,马上去倒水!"); } 当你调用 pour_water() 时,最奇妙的事情发生了:它什么都没做! 没错,它没有去倒水。它只是给了你一张“欠条”,专业点说,这叫 Future(未来)。这张欠条上写着:“我承诺,未来会去倒一杯水。” 这个 async 关键字,就像是在给任务打上一个“稍后处理”的标签。它本身不执行任何操作,只是打包了一个“未来会发生的事”。在Rust里,所有的 Future 都是天生的“懒虫”,你不催它,它绝不动弹。 第二站:Future,一张需要兑现的“未来”欠条 所以,这个 Future 到底是个啥? 你可以把它想象成一张详细的菜谱。比如一个计算 21 + 21 的 async 函数: async fn compute() -> u32 { 21 + 21 } 调用 compute() 得到的 Future,就是一张写着“把21和21加起来”的菜谱。菜谱本身并不能填饱肚子,它只是一个待完成的计算。 在编译器眼中,这个 Future 其实是一个实现了特定 trait(可以理解为接口或能力)的复杂结构体。它内部有一个核心方法叫 poll,像个不知疲倦的检查员,不断地问:“喂,菜做好了吗?能上菜了吗?” 不过别担心,你暂时不需要亲手去写这么底层的代码,Rust已经帮你把这一切都漂亮地隐藏在 async/await 语法糖之下了。 第三站:.await,兑现承诺的“催收电话” 既然 Future 这么懒,我们怎么才能让它动起来,真正地去“倒水”或“计算”呢? 答案就是拨打一个“催收电话”——使用 .await 关键字。 但是,光有催收员还不行,我们还需要一个“项目经理”来统筹全局。在Rust的世界里,这个项目经理就是 Runtime(运行时)。Rust标准库本身不带这玩意儿,你需要从社区“聘请”一个,其中最著名的就是 tokio。 use tokio; #[tokio::main] async fn main() { println!("我想要杯水..."); pour_water().await; // 喂,是倒水机器人吗?我现在就要水! println!("啊,水来了,真好!"); } 看到那个 #[tokio::main] 了吗?它就像是给你的 main 函数配备了一个全能的 tokio 项目经理。 ...

January 15, 2024 · 1 min · 185 words · 梦兽编程