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Rust簡要彙總(持續更新)

Rust工具： https://www.rust-lang.org/tools/install

1 cargo

cargo new my_test

開始於單元包的根節點：在編譯一個單元包時，編譯器會從單元包的根節點文件開始編譯（通常是庫單元包中的src/lib.rs，或二進制單元包中的src/main.rs）​。

2 thread

在 Rust 中，handle.join().unwrap() 是用於等待線程完成並獲取其返回值的常見操作。
join() 方法返回一個 Result<T, Box<dyn Error>>，其中 T 是被等待線程的返回值類型。使用 unwrap() 是一種簡單的錯誤處理方式，它會：

  • 如果結果是 Ok(t)，則返回內部的值 t
  • 如果結果是 Err(e)，則會觸發 panic 並顯示錯誤信息
fn main() {
    // 創建一個線程並獲取其句柄
    let handle = thread::spawn(|| {
        thread::sleep(Duration::from_secs(1));
        "線程執行完成" // 線程的返回值
    });

    // 等待線程完成並獲取返回值
    let result = handle.join().unwrap();
    println!("{}", result); // 輸出: 線程執行完成
}

在 Rust 中，let _ = handle.join(); 是一種處理線程 JoinHandle 的方式，它的作用是：

  1. 調用 join() 方法阻塞當前線程，等待被 spawn 的線程執行完成
  2. 使用 let _ = 忽略 join() 返回的 Result 值
    與 handle.join().unwrap() 不同，這種寫法會靜默忽略任何可能的錯誤，包括線程恐慌。

3 安裝

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

或者

wget --https-only --secure-protocol=TLSv1_2 -qO- https://sh.rustup.rs | sh

刷新環境變量
安裝完成後，需要讓終端識別新安裝的 rustup 命令，執行：

source $HOME/.cargo/env

3.1 問題

  1. 安裝rustup時報錯：
[22:35:07] root@ceph-221:/home/code/eza# curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
info: downloading installer
warn: It looks like you have an existing installation of Rust at:
warn: /usr/bin
warn: It is recommended that rustup be the primary Rust installation.
warn: Otherwise you may have confusion unless you are careful with your PATH.
warn: If you are sure that you want both rustup and your already installed Rust
warn: then please reply `y' or `yes' or set RUSTUP_INIT_SKIP_PATH_CHECK to yes
warn: or pass `-y' to ignore all ignorable checks.
error: cannot install while Rust is installed

解決方法：
這個錯誤是因為系統中已經通過包管理器（如 apt、yum 等）安裝了 Rust，而 rustup 檢測到了現有安裝，為了避免環境衝突而終止了安裝。解決方法如下：
為了讓 rustup 成為主要的 Rust 工具鏈管理器，建議先卸載系統預裝的 Rust：

sudo dnf remove rust cargo

卸載完成後，重新運行 rustup 安裝腳本。

4 格式化輸出

在 Rust 中，println!("{:?}", other); 是一個用於打印變量 other 調試信息的宏調用，其中 {:?} 是格式化佔位符，對應 Debug 格式化輸出。

4.1.1 核心作用

  • {:?} 要求被打印的類型實現了標準庫的 std::fmt::Debug trait，該 trait 用於提供類型的調試友好格式（通常包含詳細的內部結構）。
  • 與 {}（對應 Display trait）不同，Debug 輸出更偏向開發者調試，格式可能更冗長（例如包含字段名、引號等），且通常由編譯器自動派生（通過 #[derive(Debug)]），無需手動實現。
  • {:?} 的變體 {:#?} 會生成帶縮進的多行格式，適合複雜結構（如嵌套的結構體、長列表）：

5 所有權

在Rust中，由Copy trait來區分值語義和引用語義。與此同時，Rust也引入了新的語義：複製（Copy）語義和移動（Move）語義。複製語義對應值語義，移動語義對應引用語義。

Rust的借用檢查器(borrow checker)，借用檢查器會檢查所有數據訪問是否合法。借用檢查依賴於3個緊密關聯的概念：所有權、生命週期和借用。

  • 所有權(ownership)是一個引申而來的比喻，在Rust中，所有權與針對不再需要的值的清理有關。
  • 值的生命週期是一個時間段，在此時間段內對該值的訪問是有效的行為。
  • 借用一個值意味着要訪問它。

所有權的特點：

  1. 控制資源（不僅僅是內存）的釋放
  2. 出借所有權，包括不可變（共享）和可變（獨佔）的
    1. 通過使用&操作完成所有權租借
    2. 在不可變借用期間，所有者不能修改資源，也不能在進行可變借用
    3. 在可變借用期間，所有者不能訪問資源，並且也不能再出借所有權
    4. 不可變借用可以出借多次，因為他不能修改內存數據；可變借用只能出借一次，否則難以預料數據何時何地被修改。
  3. 轉移所有權

生命週期參數的目的是幫助借用檢查器驗證合法的引用，消除懸垂指針

  • 借用的生命週期不能長於出借方的生命週期
  • 結構體實例的生命週期應短於或等於任意一個成員的生命週期

省略生命週期參數

  1. 每個輸入位置上省略的生命週期都將成為一個不同的生命週期參數
  2. 如果只有一個輸入生命週期的位置（不管是否忽略），則該生命週期都將分配給輸出生命週期
  3. 如果存在多個輸入生命週期的位置，但是其中包含着&self或&mut self，則self的生命週期都將分配給輸出生命週期

對於Box＜T＞類型來説，如果包含的類型T屬於複製語義，則執行按位複製；如果屬於移動語義，則移動所有權

6 類型

6.1 ?Sized

在 Rust 中，?Sized 是一個用於 trait bound 的特殊標記，用於表示“允許類型不實現 Sized trait”。要理解它，首先需要了解 Sized trait 本身：

6.1.1 Sized trait 是什麼？

Sized 是 Rust 中的一個自動實現的 trait，用於標記“在編譯時已知大小的類型”（例如 i32、String、自定義結構體等）。

  • 對於這類類型，編譯器知道它們在內存中佔據的精確大小，因此可以直接在棧上分配，也能作為函數參數/返回值直接傳遞。
  • 反之，動態大小類型（DST，Dynamically Sized Type） 則不實現 Sized，例如：
    • 切片 [T]（長度未知，需通過 &[T] 等指針間接使用）；
    • trait 對象（如 dyn Trait，具體類型大小未知）；
    • 字符串字面量的底層類型 str（長度未知，需通過 &str 使用）。

?Sized 的作用：放寬 Sized 限制
Rust 中，泛型默認隱含 Sized 約束。例如：

fn foo<T>(x: T) { ... }
// 等價於
fn foo<T: Sized>(x: T) { ... }

這意味着泛型 T 只能接受編譯時大小已知的類型（Sized 類型）。

而 ?Sized 的作用是取消這種默認約束，允許泛型接受“可能不實現 Sized 的類型”。例如：

fn bar<T: ?Sized>(x: &T) { ... }

這裏 T 可以是 Sized 類型（如 i32），也可以是動態大小類型（如 str、dyn Trait）。

6.1.2 使用場景

?Sized 通常用於需要處理動態大小類型的場景，常見情況：

  • 接受 trait 對象：
    trait 對象（dyn Trait）是 DST，因此泛型需要 ?Sized 才能接受它：

    trait MyTrait { fn do_something(&self); }

// 允許 T 為 dyn MyTrait（DST）
fn call_trait<T: MyTrait + ?Sized>(x: &T) {
    x.do_something();
}

// 使用：可以傳入任何實現 MyTrait 的類型的引用，或 trait 對象
let obj: &dyn MyTrait = &SomeType;
call_trait(obj); // 合法

  • 處理切片或字符串：
    直接使用 [T] 或 str 時（通常通過引用）：

    // 接受 str（DST）的引用
fn print_str<T: ?Sized>(s: &T) where T: AsRef<str> {
    println!("{}", s.as_ref());
}

print_str("hello"); // 字符串字面量是 &str，底層是 str（DST）

  • 定義容納 DST 的類型：
    例如自定義智能指針時，指向 DST：

    struct MyBox<T: ?Sized>(*const T);

impl<T: ?Sized> MyBox<T> {
    fn new(x: &T) -> Self {
        MyBox(x as *const T)
    }
}

6.1.3 注意點

  • ?Sized 僅用於泛型約束，不能直接修飾具體類型。
  • 由於 DST 無法在棧上直接存儲或作為值傳遞，使用 ?Sized 的泛型通常需要通過引用（&T） 或指針（如 Box<T>、Rc<T>） 間接操作。
  • ?Sized 是“允許不 Sized”，而非“必須不 Sized”，因此仍能接受 Sized 類型。

7 log

RUST_LOG 是 Rust 生態中用於控制 日誌輸出 的環境變量，主要配合 Rust 的日誌庫（如 log、tracing）使用，用於動態調整日誌的 級別、模塊範圍 和 輸出內容，無需修改代碼即可靈活控制程序的日誌行為。
log是Rust 生態中最基礎、應用最廣泛的 日誌抽象庫（crate），它本身不直接實現日誌的輸出功能，而是定義了一套統一的日誌接口（如日誌級別、宏定義），讓其他庫或應用可以基於這套接口實現日誌記錄，同時保證不同日誌實現之間的兼容性

  1. 提供統一的日誌接口：
    定義了 trace!、debug!、info!、warn!、error! 等日誌宏，以及 Log、Level、Metadata 等核心 trait 和枚舉，讓開發者可以用一致的方式編寫日誌代碼，無需關心底層如何輸出（如打印到終端、寫入文件、發送到日誌服務器等）。
  2. 解耦日誌生產與消費：
    庫開發者只需依賴 log 庫編寫日誌（如 info!("初始化完成")），而應用開發者可以自由選擇日誌的實現方式（如 env_logger、tracing、fern 等），兩者通過 log 的接口對接，避免了庫與特定日誌實現的強耦合。
  3. 常用搭配的日誌實現庫
    log 庫本身不輸出日誌，必須配合具體的 “日誌實現庫” 才能生效，常見的有：
    • env_logger：通過 RUST_LOG 環境變量控制日誌輸出，適合命令行工具和開發調試。
    • tracing：更強大的日誌和追蹤庫，支持結構化日誌、跨度（span）追蹤，適合複雜應用和分佈式系統。
    • fern：支持將日誌輸出到文件、終端等多種目標，可自定義格式和滾動策略。
    • simple_logger：簡單輕量的實現，適合快速上手，無需複雜配置。

7.1 日誌級別（從低到高）

Rust 日誌庫定義了 5 個標準級別（級別越高，輸出日誌越少）：

  • trace：最詳細的調試信息（如函數調用參數、循環步驟），通常用於開發階段細粒度調試。
  • debug：調試信息（如關鍵流程節點、變量值），適合開發和測試環境。
  • info：普通運行信息（如程序啓動、任務完成），生產環境常用。
  • warn：警告信息（如不影響運行的異常情況，如“配置項缺失，使用默認值”）。
  • error：錯誤信息（如功能失敗、資源不可用），必須關注的問題。

規則：設置某一級別後，會輸出該級別及所有更高級別的日誌。例如，RUST_LOG=info 會輸出 info、warn、error 級別的日誌。

7.2 基本設置方法

7.2.1 全局設置日誌級別

通過 RUST_LOG=<級別> 控制全局日誌輸出：

# 只輸出 error 及以上級別日誌（最簡潔）
RUST_LOG=error cargo run

# 輸出 info 及以上級別（info, warn, error）
RUST_LOG=info ./my_rust_program

# 輸出 debug 及以上級別（開發調試常用）
RUST_LOG=debug cargo test

# 輸出所有級別（包括 trace，最詳細）
RUST_LOG=trace ./my_rust_program

7.2.2 限定模塊/ crate 的日誌範圍

通過 RUST_LOG=<模塊路徑>=<級別> 只輸出特定模塊的日誌，避免全局日誌冗餘：

# 只輸出 my_project 中 network 模塊的 debug 級別日誌
RUST_LOG=my_project::network=debug cargo run

# 輸出 tokio 庫的 info 日誌 + 自己代碼的 debug 日誌
RUST_LOG=tokio=info,my_project=debug ./my_program

# 禁用某個模塊的日誌（設置為 off）
RUST_LOG=my_project::legacy=off ./my_program
  • 模塊路徑對應代碼中的 mod 結構（如 crate::utils::file）。
  • 可以指定第三方 crate 的名稱（如 tokio、hyper），控制其日誌輸出。

7.2.3 組合設置（多模塊 + 不同級別）

用逗號分隔多個規則，實現精細化控制：

# 全局 info 級別，但 network 模塊用 debug，tokio 庫用 warn
RUST_LOG=info,my_project::network=debug,tokio=warn ./my_program

7.2.4 在代碼中讀取 RUST_LOG

需配合日誌庫（如 log + env_logger）在程序中初始化日誌系統，才能讓 RUST_LOG 生效。示例：

  1. 在 Cargo.toml 中添加依賴：

    [dependencies]
log = "0.4"          # 日誌基礎庫
env_logger = "0.9"   # 解析 RUST_LOG 的庫

  2. 在代碼中初始化：

    use log::{info, debug, error};

fn main() {
    // 初始化日誌系統，讀取 RUST_LOG 環境變量
    env_logger::init();

    info!("程序啓動");
    debug!("配置文件路徑: ./config.toml");  // 僅 RUST_LOG>=debug 時輸出
    error!("數據庫連接失敗");
}
後端
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