Rust学习笔记Day24 常用库及生态领域

变成语言对外展现出来的能力是：语言 + 生态 的合集。，生态可以弥补语言的劣势。

像Golang 借助微服务和云原生的春风，构建了强大的生态系统。Python在数据分析和机器学习，构建了简洁实用的生态系统。

Rust的库可以到 crates.io 去找。

基础库

先介绍一下，应用开发中可能用到的库。

先按照重要程度依次简单说一下，方便你根据需要自行跳转：

• 序列化和反序列化工具 serde、
• 网络和高性能 I/O 库 tokio
• 用于错误处理的 thiserror 和 anyhow
• 用于命令行处理的 clap 以及其他
• 用于处理异步的 futures 和 async-trait
• 用于提供并发相关的数据结构和算法的 crossbeam
• 以及用于撰写解析器的 nom 及其他

serde

只需要在数据结构上使用 #[derive(Serialize, Deserialize)] 宏，你的数据结构就能够被序列化和反序列化成绝大多数格式：JSON / YAML / TOML / MsgPack / CSV / Bincode 等等。

如果用过其它语言的 ORM，那么，可以把 serde 理解成增强版的、普适性的 ORM，它可以把任意可序列化的数据结构，序列化成任意格式，或者从任意格式中反序列化。

我理解所谓序列化换句话来说，就是将一种文本结构转化成另外一种文本结构。比如从json文本结构，转化成我们自定义的数据类型的文本结构。

那么什么不是“可序列化的数据结构”呢？很简单，任何状态无法简单重建的数据结构，比如一个 TcpStream、一个文件描述符、一个 Mutex，是不可序列化的，而一个 HashMap<String, Vec> 是可序列化的。

tokio

如果你要用 Rust 处理高性能网络，那么 tokio 以及 tokio 的周边库，必须了解。

tokio 在 Rust 中的地位，相当于 Golang 处理并发的运行时，只不过 Golang 的开发者没法选择用不用运行时，

而 Rust 开发者可以不用任何运行时，或者在需要的时候有选择地引入 tokio / async-std / smol 等。

thiserror / anyhow

错误处理的两个库 thiserror / anyhow 建议掌握，目前 Rust 生态里它们是最主流的错误处理工具。

clap / structopt / dialoguer / indicatif

clap 和 structopt 依旧是 Rust 命令行处理的主要选择，其中 clap 3 已经整合了 structopt。所以，一旦它发布正式版本，structopt 的用户可以放心切换过去。

如果你要做交互式的命令行，dialoguer 是一个不错的选择。如果你希望在命令行中还能提供友好的进度条，试试 indicatif。

futures/async-trait

标准库中已经采纳了 futures 库的 Future trait，并通过 async/await 关键字，使异步处理成为语言的一部分。然而，futures 库中还有很多其它重要的 trait 和数据结构，比如我们之前使用过的 Stream / Sink。futures 库还自带一个简单的 executor，可以在测试时取代 tokio。

async-trait 库顾名思义，就是为了解决 Rust 目前还不支持在 trait 中带有 async fn 的问题。

crossbeam

这是 Rust 下一个非常优秀的处理并发，以及和并发相关的数据结构的库。当你需要撰写自己的调度器时，可以考虑使用 deque。当你需要性能更好的 MPMC channel 时，可以使用 channel。当你需要一个 epoch-based GC 时，可以使用 epoch。

nom/pest/combine

这是三个非常优秀的 parser 库，可以用来撰写高效的解析器。在 Rust 下，当你需要处理某些文件格式时：首先可以考虑 serde。其次可以考虑这几个库；如果你要处理语法，那么它们是最好的选择。

Web开发

从 Web 协议支持的角度看:

• hyper 处理 http1/http2，
• quinn / quiche 处理 QUIC/http3，
• tonic 处理 gRPC，
• tungstenite / tokio-tungstenite 处理 websocket。

从协议序列化 / 反序列化的角度看:

• avro-rs 处理 apache avro，capnp 处理 Cap’n Proto。
• prost 处理 protobuf，flatbuffers 处理 google flatbuffers。
• thrift 处理 apache thrift，以及 serde_json 处理我们最熟悉的 JSON。

从 Web 框架的角度看：

• 有号称性能宇宙第一的 actix-web；
• 有简单好用且即将支持异步，性能会大幅提升的 rocket；
• 还有 tokio 社区刚刚发布没多久的后起之秀 axum。

从数据库的支持角度看:

Rust 支持几乎所有主流的数据库,包括但不限于: MySQL、Postgres、Redis、RocksDB、Cassandra、MongoDB、ScyllaDB、CouchDB 等等。

如果你喜欢使用 ORM，可以用 diesel，或者 sea-orm。如果你享受直接但安全的 SQL 查询，可以使用 sqlx。

客户端开发

areweguiyet.com 页面中，我们可以看到大量的 GUI 库。我个人觉得比较有前景的跨平台解决方案是 tauri、druid、iced 和 sixtyfps。

tauri 是 electron 的替代品，如果你厌倦了 electron 庞大的身躯和贪婪的内存占用，但又喜欢使用 Web 技术栈构建客户端 GUI，那么可以试试 tauri，它使用了系统自身的 webview，再加上 Rust 本身极其克制的内存使用，性能和内存使用能甩 electron 好几个身位。我就是因为要用tauri开发，才学习的rust。

剩下三个都是提供原生 GUI，其中 sixtyfps 是一个非常不错的对嵌入式系统有很好支持的原生 GUI 库，不过要注意它的授权是 GPLv3，在商业产品上要谨慎使用（它有商业授权）。

云原生开发

这不是一直都是Golang的天下吗？Rust也要染指这一块了吗？

作者时候Rust 在这个领域渐渐有冒头的趋势。这要感谢之前提到的 serde，以及处理 Kubernetes API 的 kube-rs 项目做出的巨大努力，还有 Rust 强大的宏编程能力，它使得我们跟 Kubernetes 打交道无比轻松。

虽然在云原生方面，Rust 还是个弟弟，但这个弟弟有着强大的降维打击能力。

同样的功能，Rust 可以只用 Golang 大概 1/4-1/10 的代码完成功能，这得益于 Rust 宏编程的强大能力。

WebAssembly开发

WebAssembly 是 Rust 主战场之一。Rust 内置了 wasm32-unknown-unknown 作为编译目标，如果你没添加，可以用 rustup 添加，然后在编译的时候指明目标，就可以得到 wasm：

$ rustup target add wasm32-unknown-unknown
$ cargo build --target wasm32-unknown-unknown --release

你可以用 wasm-pack 和 wasm-bindgen，不但生成 wasm，同时还生成 ts/js 调用 wasm 的代码。你可以在 rustwasm 下找到更多相关的项目。

嵌入式开发

如果你要用 Rust 做嵌入式开发，那么 embedded WG 不可不关注。

你也可以在 Awesome embedded rust 里找感兴趣的嵌入式开发工具。现在很多嵌入式开发其实不是纯粹的嵌入式设备开发，所以云原生、边缘计算、WebAssembly 也在这个领域有很多应用。比如被接纳为 CNCF sandbox 项目不久的 akri，它就是一个管理嵌入式设备的云原生项目。

机器学习开发

机器学习 / 深度学习是 Rust 很有潜力，但目前生态还很匮乏的领域。

Rust 有 tensorflow 的绑定，也有 tch-rs 这个 libtorch（PyTorch）的绑定。除了这些著名的 ML 库的 Rust 绑定外，Rust 下还有对标 scikit-learn 的 linfa。

小结

我的天呐，今天才知道 Rust可以用在这么多方向上。目前主要用在WebAssembly领域。