引言
大家好！今天我们来聊聊 Rust 中的异步编程。作为一个现代编程语言，Rust 在 2019 年引入了 async/await 特性。这个特性让我们能够更高效地处理并发任务，特别是在需要处理大量网络连接的场景下。让我们一起来看看如何从传统的线程编程过渡到异步编程。
从线程说起
我们先来看一个使用线程的简单示例：
fn foo(n: u64) {
println!("start {n}"); // 打印开始信息
thread::sleep(Duration::from_secs(1)); // 休眠 1 秒
println!("end {n}"); // 打印结束信息
}
fn main() {
let mut thread_handles = Vec::new();
// 创建 10 个线程
for n in 1..=10 {
thread_handles.push(thread::spawn(move || foo(n)));
}
// 等待所有线程完成
for handle in thread_handles {
handle.join().unwrap();
}
}
这段代码可以很好地处理几十个甚至几百个并发任务。但当我们尝试创建成千上万个线程时，就会遇到资源限制的问题。这是因为每个线程都会占用大量内存（默认情况下在 Linux 上是 8MB 的栈空间）。
异步编程的优势
让我们看看如何用异步方式重写上面的代码：
async fn foo(n: u64) {
println!("start {n}"); // 打印开始信息
tokio::time::sleep(Duration::from_secs(1)).await; // 异步休眠 1 秒
println!("end {n}"); // 打印结束信息
}
#[tokio::main]
async fn main() {
let mut futures = Vec::new();
// 创建 10 个异步任务
for n in 1..=10 {
futures.push(foo(n));
}
// 并发执行所有任务
future::join_all(futures).await;
}
使用异步编程的版本不仅代码结构清晰，而且可以轻松处理成千上万的并发任务。在实际测试中，去掉打印语句并使用发布模式编译后，甚至可以同时运行百万级的任务！
常见陷阱
在使用异步编程时，有两个常见的错误需要注意：
在异步函数中使用同步阻塞操作（如 thread::sleep）会导致性能问题串行等待多个 future 会失去并发的优势
错误示例：
// 错误示例 1：在异步函数中使用同步阻塞
async fn foo_wrong(n: u64) {
println!("start {n}");
thread::sleep(Duration::from_secs(1)); // 错误！应该使用 tokio::time::sleep
println!("end {n}");
}
// 错误示例 2：串行等待 future
async fn main_wrong() {
let mut futures = Vec::new();
for n in 1..=10 {
futures.push(foo(n));
}
for future in futures {
future.await; // 错误！这样会变成串行执行
}
}
总结
Rust 的异步编程提供了比线程更轻量级的并发方案 使用 async/await 可以轻松处理大量并发任务 需要注意避免在异步函数中使用同步阻塞操作 使用 join_all等工具来并发等待多个 future
异步编程是现代服务器编程的重要工具，掌握它可以帮助我们构建高性能的网络应用。在实际应用中，我们通常会使用 Tokio 这样的异步运行时来处理具体的异步任务调度。
参考文章
Async Rust in Three Parts：https://jacko.io/async_intro.html
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