前言
随着计算机硬件和操作系统技术的发展，多核心处理器变得越来越普遍。为了充分利用这些资源并提高性能，异步编程变得至关重要。Rust 语言内置了对异步编程的支持，本文将详细介绍 Rust async/await 特性的使用方法。
什么是 async/await？
在深入探讨之前，让我们先明确一下 async/await 是什么。async/await 是 Rust 中处理异步代码的推荐方式，它提供了更简洁、易读且不容易出错的方法来编写异步代码。
async 关键字用于声明一个异步函数（或称为 "future"），而 await 关键字则允许我们在异步函数中等待其他异步操作的完成。
async 函数和 future
首先，让我们来看一下如何使用 async 关键字声明一个异步函数：
async fn do_something() -> u8 {
5 // 这里的操作是异步的，假设为了简化示例
}
在上面的代码中，do_something 是一个返回 u8 类型结果的异步函数。请注意，它本身不会执行任何异步操作，因为我们省略了具体实现以便于示例化解释。
当调用这样一个异步函数时，它并不会立即运行并返回结果。相反，它会返回一个 future 类型的值。Future 表示一个还未完成的计算，你可以在之后通过 awaiting（等待）它来获取其最终的结果。
awaiting future
现在我们已经有了一个异步函数，让我们看一下如何使用 await 关键字来获取其返回值：
#[tokio::main] // 需要 tokio 运行时支持
async fn main() {
let result = do_something().await;
println!("Result: {}", result);
}
在上面的代码中，我们使用 .await 来等待 do_something future 完成并获得其返回值。请注意，main 函数也需要是异步的，因此我们使用 #[tokio::main] 属性宏来启用 tokio 运行时支持。
error handling（错误处理）
在实际应用中，异步操作可能会失败并返回一个错误。Rust async/await 提供了一种简洁的方法来处理这些错误：
async fn do_something() -> Result<u8, MyError> {
// 假设操作可能会失败并返回一个 MyError 类型的错误
Err(MyError::new())
}
#[tokio::main]
async fn main() -> Result<(), MyError> {
let result = do_something().await?;
println!("Result: {}", result);
Ok(())
}
在上面的代码中，do_something 函数现在返回一个 Result 类型，它可能成功地返回 u8 值，也可能失败并返回一个 MyError 类型的错误。然后，在主函数中，我们使用 ? 运算符来传播这个错误，从而实现了清晰简洁的错误处理。
并行执行多个 future（并发性）
有时候，我们希望同时执行多个异步操作，以提高效率。Rust async/await 支持使用 join! 宏来实现这一点：
async fn do_something1() -> u8 { /* ... */ }
async fn do_something2() -> u8 { /* ... */ }
#[tokio::main]
async fn main() {
let (result1, result2) = tokio::join!(do_something1(), do_something2());
println!("Results: {}, {}", result1, result2);
}
在上面的代码中，我们使用 tokio::join! 宏同时执行 do_something1 和 do_something2 future。这两个操作会并行运行，提高了程序的效率。
结论
本文详细介绍了 Rust async/await 特性的使用方法，包括异步函数声明、future 等待、错误处理以及并行执行多个 future。通过掌握这些技术，你将能够编写更高效、易于维护且不容易出错的异步 Rust 代码。