Lập trình bất đồng bộ trong Rust

Lập trình bất đồng bộ - asynchronous là một khái niệm quan trọng mà bạn phải biết nếu đang học Rust. Dưới đây là những điều bạn cần biết về lập trình bất đồng bộ trong Rust.

Mô hình lập trình đồng bộ truyền thống thường bị hạn chế về hiệu suất. Đó là do chương trình này đợi các hoạt động chậm hoàn tất trước khi chuyển sang nhiệm vụ tiếp theo. Điều này dẫn tới việc sử dụng tài nguyên kém và trải nghiệm người dùng chậm chạp.

Lập trình bất đồng bộ cho phép bạn viết code non-blocking sử dụng tài nguyên hệ thống hiệu quả. Bằng cách dùng lập trình bất đồng bộ, bạn có thể thiết kế ứng dụng triển khai nhiều nhiệm vụ. Lập trình bất đồng bộ hữu ích trong việc xử lý một số truy vấn mạng hoặc khối lượng dữ liệu lớn mà không chặn luồng thực thi.

Lập trình bất đồng bộ trong Rust

Mô hình lập trình bất đồng bộ của Rust cho phép bạn viết code Rust hiệu quả, chạy đồng thời mà không chặn luồng thực thi. Lập trình không đồng bộ có lợi khi xử lý các hoạt động I/O, network request và các tác vụ liên quan đến việc chờ tài nguyên bên ngoài.

Bạn có thể triển khai lập trình bất đồng bộ trong app Rust theo một số cách, bao gồm feature, library và runtime Tokio.

Ngoài ra, mô hình quyền sở hữu và nguyên hàm đồng thời của Rust giống như kênh và khóa cho phép lập trình đồng thời an toàn và hiệu quả. Bạn có thể tận dụng các tính năng này với lập trình không đồng bộ để xây dựng các hệ thống đồng thời có quy mô tốt cũng như sử dụng được nhiều lõi CPU.

Các khái niệm lập trình bất đồng bộ của Rust

Future cung cấp một nền tảng cho lập trình bất đồng bộ trong Rust. Một future đại diện cho một phép tính không đồng bộ chưa được thực thi hoàn toàn.

Khi gọi phương thức poll() cho future, nó kiểm tra xem future đã được hoàn tất hay cần hoạt động thêm. Nếu future chưa sẵn sàng, nó trả về Poll:Pending, cho biết nhiệm vụ này sẽ được lập lịch để thực thi sau đó. Nếu future sẵn sàng, nó trả về Poll::Ready cùng với giá trị kết quả.

Chuỗi công cụ chuẩn của Rust bao gồm các nguyên hàm I/O không đồng bộ, phiên bản tệp I/O không đồng bộ, networking và bộ hẹn giờ. Những nguyên mẫu này cho phép bạn thực hiện các thao tác I/O không đồng bộ. Điều này giúp tránh chặn việc thực thi chương trình trong khi chờ các tác vụ I/O hoàn tất.

Cú pháp async/await cho phép bạn viết code bất đồng bộ tương tự như code đồng bộ. Điều này làm code trực quan và dễ duy trì.

Cách tiếp cận của Rust đối với lập trình không đồng bộ nhấn mạnh đến sự an toàn và hiệu suất. Quy tắc sở hữu và mượn đảm bảo an toàn cho bộ nhớ và ngăn ngừa các sự cố đồng quy phổ biến. Cú pháp async/await và tương lai cung cấp một cách trực quan để thể hiện quy trình công việc không đồng bộ. Bạn có thể sử dụng runtime của bên thứ ba để quản lý các tác vụ cho thực thi hiệu quả.

Bạn có thể kết hợp các tính năng ngôn ngữ, thư viện và thời gian chạy để viết mã có hiệu suất cao. Nó cung cấp một khuôn khổ mạnh mẽ, thuận tiện trong việc xây dựng các hệ thống không đồng bộ. Điều này khiến Rust trở thành lựa chọn phổ biến cho các dự án yêu cầu xử lý hiệu quả các tác vụ liên quan đến I/O & tính đồng thời cao.

Rust phiên bản 1.39 trở lên không hỗ trợ các hoạt động bất đồng bộ ở thư viện chuẩn của Rust. Bạn sẽ cần một crate bên thứ 3 để dùng cú pháp async/await trong xử lý các hoạt động bất đồng bộ trong Rust. Bạn có thể dùng package bên thứ ba như Tokio hoặc async-std để làm việc với cú pháp async/await.