async/.await底漆

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2023-12-01

async/.await 是 Rust 的内置工具，用于编写看起来像同步代码的异步函数。async将一个代码区块，转换为实现称为 Future trait 的状态机。而在同步方法中，调用阻塞函数将阻塞整个线程，Futures 将 yield 对线程的控制权，允许其他Future运行。

要创建异步功能，您可以使用async fn语法：

async fn do_something() { ... }

async fn传回的值，是一个Future。对要发生事情的衡量，Future需要在一个 executor 上运行。

async fn hello_world() {
  println!("hello, world!");
}

在async fn内部，您可以使用.await，等待另一种实现Future trait 的类型完成它的操作，例如另一个async fn的输出。不像block_on，.await不会阻塞当前线程，而是异步等待 future 完成。这样的话，如果 future 当前无法取得进展，则允许其他任务运行。

例如，假设我们有三个async fn：learn_song，sing_song和dance：

async fn learn_song() -> Song { ... }
async fn sing_song(song: Song) { ... }
async fn dance() { ... }

选择学习(learn_song)，唱歌(sing_song)和跳舞(dance)的任一种，都会分别阻塞每个人：

fn main() {
  let song = block_on(learn_song());
  block_on(sing_song(song));
  block_on(dance());
}

但是，我们并没有达到这异步形式的最佳性能 —— 我们一次只能做一件事情！显然，我们必须先学习这首歌，然后才能唱歌，但是可以在学习和唱歌的同时跳舞。为此，我们可以创建两个单独的async fn，而它们可以同时运行：

async fn learn_and_sing() {
    // Wait until the song has been learned before singing it.
    // We use `.await` here rather than `block_on` to prevent blocking the
    // thread, which makes it possible to `dance` at the same time.
    let song = learn_song().await;
    sing_song(song).await;
}

async fn async_main() {
    let f1 = learn_and_sing();
    let f2 = dance();

    // `join!` is like `.await` but can wait for multiple futures concurrently.
    // If we're temporarily blocked in the `learn_and_sing` future, the `dance`
    // future will take over the current thread. If `dance` becomes blocked,
    // `learn_and_sing` can take back over. If both futures are blocked, then
    // `async_main` is blocked and will yield to the executor.
    futures::join!(f1, f2);
}

fn main() {
    block_on(async_main());
}

在此示例中，学习歌曲必须在唱歌之前发生，但是学习和唱歌都可以与跳舞同时发生。如果在learn_and_sing，我们使用block_on(learn_song())，而不是learn_song().await，那只要learn_song正在运行，该线程就无法执行其他任何操作。这样就不可能同时跳舞。通过对 learn_song future 使用.await，那么如果learn_song被阻塞，就允许其他任务接管当前线程。这样就可以在同一线程上，同时运行多个 futures。

现在，您已经了解了 async/await 的基础知识，让我们尝试一个例子。