揭祕 Rust HTTP 生態系統
在這篇文章中，我們將看到 Web 開發的不同部分如何在 Rust HTTP 生態系統中組合在一起，這樣你就可以無所畏懼地在 Rust 中啓動你的下一個 (微)web 服務，並享受所有附帶的好處 (枚舉、一流的錯誤處理、無與倫比的可靠性、性能等等)。
Actix-web vs Axum
Rust HTTP 框架有兩個主要框架：acitx-web 和 axum。
兩者之間的主要區別在於，actix-web 實現了自己的 HTTP 技術棧，由於現代 HTTP 技術棧的瘋狂複雜性，這帶來了一些風險，而 axum 是對 HTTP 技術棧的人體工程學包裝，這被許多人認爲是最可靠和性能最好的 HTTP 技術棧。
axum 是由 Tokio 團隊維護的，並且是 hyper 的包裝器，所以我認爲它是更安全的選擇。
Rust HTTP 的不同層
既然我們已經選擇了 axum web 框架，那麼讓我們深入探討這個主題的核心：運行 HTTP 服務器所需的許多不同的 crate 是如何組合在一起的。
在技術棧的底部，你可以找到異步運行時：Tokio。運行時負責調度不同的任務，並提供操作系統套接字 API 的異步版本。在這裏，Tokio 監聽並接受新的 TCP 連接。
然後是 TLS 層，負責保護髮送和接收的數據流。這一層實際上由兩部分組成：tokio_*(如 tokio_rustls 或 tokio_boring) 和一些實現 TLS 協議的庫。
有幾個 crate 可以用來處理 TLS 協議：rustls、boring 和 OpenSSL。建議使用 rustls，因爲它是一個 rust 原生庫，它是靜態鏈接到你的可執行文件，當部署你的服務器 (服務器的 VM/Docker 鏡像是否包含正確版本的 OpenSSL…) 或當試圖交叉編譯你的程序時，你會遇到更少的問題。
tokio_rustls 將 tokio 類型和 rustls 類型打包到一個統一的層中。具體來說，它將 Tokio 的 TcpStream 轉換爲處理數據加密和解密的 TlsStream。每個 TLS 庫都有其等效的 tokio_*，例如 tokio_boring。
一旦有了 TLS 流之後，需要將其傳送到 hyper 中。Hyper 是整個團隊的大腦。它將來自網絡的字節轉換爲請求和響應結構。Hyper 與傳輸無關，它只是將字節流轉換爲結構化的請求和響應。
TLS 代碼示例：
let server_tls_config = rustls::ServerConfig::builder(); // ...
let tls_acceptor = tokio_rustls::TlsAcceptor::from(Arc::new(server_tls_config));
let listener = tokio::net::TcpListener::bind(SocketAddr::from(([127, 0, 0, 1], 8080))).await?;
loop {
let (stream, remote_socket_addr) = listener.accept().await?;
let tls_acceptor = tls_acceptor.clone();
let request_handler = hyper::service::service_fn(move |mut req| {
let remote_socket_addr = remote_socket_addr.to_string();
req.extensions_mut().insert(socket_addr_str);
actual_handler(req)
});
tokio::spawn(async move {
let tls_stream = tls_acceptor.accept(stream).await.unwrap(); // need to handle error
if let Err(err) = hyper_util::server::conn::auto::Builder::new(TokioExecutor::new())
.serve_connection_with_upgrades(TokioIo::new(tls_stream), request_handler)
.await
{
error!("failed to serve connection: {err:#}");
}
})
}爲此，它依賴於 “編解碼器” 來解碼來自網絡的實際字節，這取決於 HTTP 協議的不同版本：HTTP 對應 HTTP/1.X，h2 用於 HTTP/2.X 等等。
在 hyper 之上，有 axum，人體工程學層提供了程序員在開發 web 服務器時所期望的實用工具：路由、中間件、錯誤處理，“提取器” 等等。
在客戶端，reqwest 相當於 axum，並提供連接池、代理處理、主機名解析等功能。
然後還有無數的 crate，比如 tower，它試圖通過其服務和層特性爲 Rust HTTP 生態系統帶來統一的處理程序和中間件。
最後，最重要的一塊：可觀察性。在 Rust 中，社區已經聚集在 tracing crate 上，這是由 tokio 團隊維護的，該團隊提供了處理所有結構化日誌記錄和跟蹤需求的實用程序。
總結
用 Rust 構建 web 服務是令人愉快的，因爲它們比任何其他編程語言都要健壯得多。尤其是當你 6 個月後回頭看你的代碼時，你可以直接理解每行代碼背後的意圖，這要歸功於 Rust 的表達性：Option, mut 和所有權規則。
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