第三届中国 Rust 开发者大会 Rust 异步并发框架在移动端的应用 陈明煜 chenmingyu4@huawei.com 华为 公共开发部 嵌入式软件能力中心 本科就读加州大学圣地亚哥分校，毕业时长两年半， Rustacean 在 华为 目前正在使用 Rust 开发并行调度框架等模块。 Rust 异步并发框架在移动端的应用 陈明煜 chenmingyu4@huawei.com Ylong Runtime 并发框架 目录 Table of Contents #2 社区并发框架介绍以及与移动端的不适配性 Introduction to third party Runtime crates and their incompatibility with mobile environment Rust 异步机制 Asynchronous Rust 异步并发框架是许多大型应用、系统具备的底层能力。 任务调度颗粒度更小，充分利用线程资源  更可控的线程数  单个任务资源占用：几十 KB -> 几百 Byte  任务切换时间 : 10 微秒 -> 100 纳秒 Rust 语言并没有提供异步并发框架， 只提供异步所需的基本特性：  Future  async / await  Waker asyn c Future Waker poll Syntax sugar wake

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 16. 无畏并发 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16.3. 共享状态并发 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 16.4. 使用 Sync 与 Send Traits 的可扩展并发 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 17.2. 并发与 async . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

嵌入式 Rust：进阶篇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 XIII 并发：上午 305 57 欢迎了解 Rust 中的并发 306 58 线程 307 58.1 范围线程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 62.3 并发编程：上午练习 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 XIV 并发：下午 326 63 异步 Rust 327 63.1 async/await . . . . . . . . . 342 66.2 广播聊天应用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 66.3 并发编程：下午练习 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 XV 结束语 351 67 谢谢！ 352

语言设计的看法主要是：重大创新，却又博采众长。 Rust 为了解决内存安全问题重新设计了类型系统，提出了所有权的概念，同时 为了能够解决当前大多数语言无法检测到的运行时错误，rust 创造性地设计了 无畏并发。Rust 借鉴了很多优秀语言的设计理念，以及快速迭代的社区，这些 都是 Rust 受到赞赏的重要因素。 Rust 是一门系统级编程语言，被设计为保证内存和线程安全，并防止段错误。 作为系统级编程语言，它的基本理念是 Rust 可以被归为通用的、多范式、编译型的编程语言，类似 C 或者 C++。与 这两门编程语言不同的是，Rust 是线程安全的！ Rust 编程语言的目标是，创建一个高度安全和并发的软件系统。它强调安全性、 并发和内存控制。尽管 Rust 借用了 C 和 C++ 的语法，它不允许空指针和悬 挂指针，二者是 C 和 C++ 中系统崩溃、内存泄露和不安全代码的根源。 Rust 中有诸如 if 程序设计语言的本质在于赋能（empowerment）：无论你现在编写的是何 种代码，Rust 能让你在更为广泛的编程领域走得更远，写出自信。 比如，“系统层面”（“systems-level”）的工作，涉及内存管理、数据表示 和并发等底层细节。从传统角度来看，这是一个神秘的编程领域，只为浸淫多 年的极少数人所触及，也只有他们能避开那些臭名昭著的陷阱。即使谨慎的实 践者，亦唯恐代码出现漏洞、崩溃或损坏。 Rust 破除了这些

....................................................................................... 404 16. 无畏并发 .................................................................................................. ......... 421 16.3. 共享状态并发 .............................................................................................................. 427 16.4. 使用 Sync 与 Send Traits 的可扩展并发 ....................... 赋能（empowerment）：无论你现在编写的是何种代码， Rust 能让你在更为广泛的编程领域走得更远，写出自信。（这一点并不显而易见） 举例来说，那些“系统层面”的工作涉及内存管理、数据表示和并发等底层细节。从传统角度来 看，这是一个神秘的编程领域，只为浸润多年的极少数人所触及，也只有他们能避开那些臭名 昭著的陷阱。即使谨慎的实践者，亦唯恐代码出现漏洞、崩溃或损坏。 Rust 破除了这些障

针对不同 的指令集进行处理 # 跨平台 Cargo 真的比 cmake 好太多了 # 依赖管理 # 无惧并发 Rust 在语法层面极大程度保证了内存安全 和并发安全 语言内建的 async/await，还有优秀的 crates rayon（计算密集型并发支持）和 tokio（IO 密集型并发支持） 为什么选择 Rust Motphys 物理引擎架构 Broad Phase Narrow

架构，大规模集群 分布式存储及并行计 算， Shared Nothing 模式支 持存储计算分离 高性能 基于 Rust 开发的分布式存储引 擎及图计算引擎，精细的内存 管理设计，内置索引系统，支 持毫秒级的并发查询响应速度 易用 AQL(Atlas Graph Query Language) ，类 SQL 的图查询 语言，内置上百种分析函数， 面向分析师友好，拥抱标准， 基于 openCypher 向 结点写，多结点读，支持读写分离 ，提供更好的并发查询能力 数据高可用实现 Chain Replication 数据高可用方案 服务高可用实现 系统中 Meta ， TS 服务采用主备架 构，基于 Raft 算法实现租约，进行 服务多活，保证图库不会出现单点 故障。 Raft 服务高可用方案 偏向分析型的分布式事务 【 MVOCC 事务提交】 基于多版本乐观并发控制技术的分布式事 务实现，在保障一致性的前提下，提供优 手动调参 海致图神经网络平台特点 Rust 语言特性助力构建高性能图数据库 01 利用 Rust Stream 进行数据流式 处理 02 03 协程和严格的内存安全性，编译 时捕获数据竞争和并发问题 异步物理算子实现，异步 IO 数 据获取 01 可静态分发的 Trait 在不带来性 能损失的同时也提高代码组织性 02 03 强大的跨平台能力，在不同架构 下可以准确的控制代码行为

泛型解析 类型检查 借用检查 单态化 二进制生成 增量编译系统 底层数据 结构 Rust语言编译器结构总览 考虑内部编译流程并行化 Rust并行并发 编译时线程安全检查 一些常见线程安全数据结构 常用Rust并行并发库 Rust并行并发 增加程序复杂度 线程安全数据结构造成效率损失 Mutex与RwLock rustc profileing 数据 · 代码复杂度及健壮性 · benchmark资源限制

language empowering everyone to build reliable and efficient software. ● 2015年发布Rust 1.0 ● 内存安全、高效和并发 ● 无GC ● 支持函数式编程 ● 强大友好的编译器 Rust 简介 Rust 的内存安全是由Ownership来保证 ，在编译期间检查，规则： ● 每个值都有一个owner ● 同一时间只有一个owner v[0], v[1]); } drop reference create resource borrow v no error deallocation Ownership 使并发变得简单： ● Message passing ○ fn send(chan: &Channel, t: T); ○ fn recv(chan: &Channel) Send>(guard: &mut MutexGuard) -> &mut T; // access the data protected by the lock Rust 特性 - 并发 Why Rust： ● All the above features ● WebAssembly 例子： ● Substrate ● Libra Rust in blockchain

Rust 是否需要另⼀种“⾊彩”的 Future？ 标题 Rust 编译器将 async 块翻译成由标准库提供的 Future 类型，⽤户可以⽅便地通过⾃定义 Future 以实现⾮阻塞 的 IO 或并发控制语义。异步执⾏器被允许在任意时刻删除⽣成的 Future 实例以取消正在执⾏的异步操作，但取消 总是⽆副作⽤的吗？Rust 是否需要另⼀种“颜⾊”的 Future 为有副作⽤取消的异步⾏为提供安全保证？ first"), () = t2 �� println!("task two completed first"), } } Select: 基于取消的并发控制语义 select! 是常⻅的并发控制语义，它的语义当 其中⼀个分⽀完成时即返回，⽽不必等待所有 Future 实例完成。 async fn listen(listener: TcpListener) {