Rust 学习

Rust 官网：https://www.rust-lang.org/zh-CN/

1、Rust 简介

Rust 是一门注重安全（safety）、速度（speed）和并发（concurrency）的现代系统编程语言。Rust 通过内存安全来实现以上目标，但不使用垃圾回收机制（garbage collection, GC）。

Rust 特点

高性能：Rust 速度惊人且内存利用率极高。由于没有运行时和垃圾回收，它能够胜任对性能要求特别高的服务，可以在嵌入式设备上运行，还能轻松和其他语言集成。
可靠性：Rust 丰富的类型系统和所有权模型保证了内存安全和线程安全，让您在编译期就能够消除各种各样的错误。
生产力：Rust 拥有出色的文档、友好的编译器和清晰的错误提示信息，还集成了一流的工具——包管理器和构建工具，智能地自动补全和类型检验的多编辑器支持，以及自动格式化代码等等。

Rust 相关概念

channel：Rust 会发布3个不同版本：stable、beta、nightly。
stable：Rust 的稳定版本，每 6 周发布一次。
beta：Rust 的公开测试版本，将是下一个 stable 版本。
nightly：每天更新，包含以一些实验性的新特性。
toolchain：一套 Rust 组件，包括编译器及其相关工具，并且包含 channel，版本及支持的平台信息。
target：指编译的目标平台，即：编译后的程序在哪种操作系统上运行。
component (组件)：toolchain 是由 component 组成的。查看所有可用和已经安装的组件命令如下：rustup component list。rustup 默认安装的组件：
rustc：Rust 编译器。
rust-std：Rust 标准库。
cargo：包管理和构建工具。
rust-docs：Rust 文档。
rustfmt：用来格式化 Rust 源代码。
clippy：Rust 的代码检查工具。
profile：为了方便对 component 进行管理，使用 profile 定义一组 component。不同的 profile 包含不同的组件，安装 rustup 时有三种 profile 可选，修改 profile 命令如下：rustup set profile minimal
Rustup 是什么：Rustup 是 Rust安装器和版本管理工具。安装 Rust 的主要方式是通过 Rustup 这一工具，它既是一个 Rust 安装器又是一个版本管理工具。Rust 的升级非常频繁。运行 rustup update 获取最新版本的 Rust。文档：https://rust-lang.github.io/rustup/
Cargo 是什么：Cargo 是 Rust 的构建工具和包管理器。安装 Rustup 时会自动安装。Cargo 可以做很多事情：
cargo build 可以构建项目
cargo run 可以运行项目
cargo test 可以测试项目
cargo doc 可以为项目构建文档
cargo publish 可以将库发布到 crates.io。
检查是否安装了 Rust 和 Cargo，可以在终端中运行：cargo --version

下载、安装

下载：https://www.rust-lang.org/tools/install
安装：https://www.rust-lang.org/zh-CN/learn/get-started

默认情况，Rust 依赖 C++ build tools，没有安装也关系。安装过程需要保证网络正常。

在 Rust 开发环境中，所有工具都安装在 ~/.cargo/bin 目录中，可以在这里找到包括 rustc、cargo 和 rustup 在内的 Rust 工具链。在安装过程中，rustup 会尝试配置 PATH，如果 rustup 对 PATH 的修改不生效，可以手动添加路径到 PATH

~/.cargo/bin

~/.rustup/bin

以下是一些常用的命令：

rustup 相关

rustup -h # 查看帮助
rustup show # 显示当前安装的工具链信息
rustup update # 检查安装更新
rustup self uninstall # 卸载
rustup default stable-x86_64-pc-windows-gnu # 设置当前默认工具链

rustup toolchain list # 查看工具链
rustup toolchain install stable-x86_64-pc-windows-gnu # 安装工具链
rustup toolchain uninstall stable-x86_64-pc-windows-gnu # 卸载工具链
rustup toolchain link <toolchain-name> "<toolchain-path>" # 设置自定义工具链

rustup override list # 查看已设置的默认工具链
rustup override set <toolchain> --path <path> # 设置该目录以及其子目录的默认工具链
rustup override unset --path <path> # 取消目录以及其子目录的默认工具链

rustup target list # 查看目标列表
rustup target add <target> # 安装目标
rustup target remove <target> # 卸载目标
rustup target add --toolchain <toolchain> <target> # 为特定工具链安装目标

rustup component list # 查看可用组件
rustup component add <component> # 安装组件
rustup component remove <component> # 卸载组件

rustc 相关

rustc --version # 查看rustc版本

cargo 相关

cargo --version # 查看cargo版本
cargo new <project_name> # 新建项目
cargo build # 构建项目
cargo run # 运行项目
cargo check # 检查项目
cargo -h # 查看帮助

配置工具链安装位置

在系统环境变量中添加如下变量：
CARGO_HOME 指定 cargo 的安装目录
RUSTUP_HOME 指定 rustup 的安装目录
默认分别安装到用户目录下的.cargo 和.rustup 目录

配置国内镜像

配置 rustup 国内镜像。在系统环境变量中添加如下变量（选一个就可以，可以组合）：

# 清华大学
RUSTUP_DIST_SERVER：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/rustup
RUSTUP_UPDATE_ROOT：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/rustup/rustup

# 中国科学技术大学
RUSTUP_DIST_SERVER：https://mirrors.ustc.edu.cn/rust-static
RUSTUP_UPDATE_ROOT：https://mirrors.ustc.edu.cn/rust-static/rustup

配置 cargo 国内镜像。在 cargo 安装目录下新建 config 文件（注意 config 没有任何后缀），文件内容如下：

[source.crates-io]
registry = "https://github.com/rust-lang/crates.io-index"
replace-with = 'tuna'

# 清华大学
[source.tuna]
registry = "https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/crates.io-index.git"

# 中国科学技术大学
[source.ustc]
registry = "git://mirrors.ustc.edu.cn/crates.io-index"
# 设置代理
[http]
proxy = "127.0.0.1:8889"
[https]
proxy = "127.0.0.1:8889"

Windows 交叉编译 Linux 程序。目标服务器是 Linux(CentOS 7) 64bit, 所以我们添加的 target 应该是x86_64-unknown-linux-gnu(动态依赖) 或者x86_64-unknown-linux-musl（静态依赖）

动态依赖：目标服务器需要包含动态依赖的相关库（用户共享库）
静态依赖，目标服务器不需要包含相应的库，但是打包文件会更大些

1). 添加需要的 target
rustup target add x86_64-unknown-linux-musl
2). 在 cargo 安装目录下新建 config 文件（注意 config 没有任何后缀），添加的文件内容如下：
[target.x86_64-unknown-linux-musl]
linker = "rust-lld"
3). 构建
cargo build --target x86_64-unknown-linux-musl

示例：

创建新项目

用 Cargo 创建一个新项目。在终端中执行：cargo new hello-rust，会生成一个名为 hello-rust 的新目录，其中包含以下文件：

Cargo.toml 为 Rust 的清单文件。其中包含了项目的元数据和依赖库。
src/main.rs 为编写应用代码的地方。

进入新创建的目录中，执行命令运行此程序：cargo run

添加依赖

现在来为程序添加依赖。可以在 crates.io，即 Rust 包的仓库中找到所有类别的库。在 Rust 中通常把 "包" 称作 "crates"。在本项目中，使用了名为 ferris-says 的库。

在 Cargo.toml 文件中添加以下信息（从 crate 页面上获取）：

[dependencies]
ferris-says = "0.3.1"

下载依赖

运行：cargo build ， Cargo 就会安装该依赖。运行 build 会创建一个新文件 Cargo.lock，该文件记录了本地所用依赖库的精确版本。

使用依赖

使用该依赖库：可以打开 main.rs，删除其中所有的内容（它不过是个示例而已），然后在其中添加下面这行代码：use ferris_says::say;

这样就可以使用 ferris-says crate 中导出的 say 函数了。

完整 Rust 示例

现在用上面的依赖库编写一个小应用。在 main.rs 中添加以下代码：

use ferris_says::say; // from the previous step
use std::io::{stdout, BufWriter};

fn main() {
    let stdout = stdout();
    let message = String::from("Hello fellow Rustaceans!");
    let width = message.chars().count();

    let mut writer = BufWriter::new(stdout.lock());
    say(&message, width, &mut writer).unwrap();
}

保存完毕后，执行命令运行程序：cargo run