Rust异步I/O驱动库compio-driver的使用,compio-driver提供高性能事件驱动和异步I/O操作支持
Rust异步I/O驱动库compio-driver的使用,compio-driver提供高性能事件驱动和异步I/O操作支持
Compio是一个基于线程-per-core模型的Rust运行时,支持IOCP/io_uring/polling。名称来源于"completion-based IO"(基于完成的IO)。这个库的灵感来自于monoio。
为什么不是Tokio?
Tokio是一个优秀的通用异步运行时。然而,它是基于轮询的,甚至在Windows上使用了未公开的API。我们希望有一些新的高级API来执行IOCP/io_uring。
与tokio-uring不同,这个运行时不是基于Tokio的。这主要是因为mio中没有公开的API来控制IOCP,并且在mio达到1.0之前,tokio不会暴露API来控制mio。
快速开始
添加compio作为依赖:
compio = { version = "0.15.0", features = ["macros"] }
然后我们可以使用高级API来执行文件系统和网络IO操作。
use compio::{fs::File, io::AsyncReadAtExt};
#[compio::main]
async fn main() {
let file = File::open("Cargo.toml").await.unwrap();
let (read, buffer) = file.read_to_end_at(Vec::with_capacity(1024), 0).await.unwrap();
assert_eq!(read, buffer.len());
let buffer = String::from_utf8(buffer).unwrap();
println!("{}", buffer);
}
compio-driver完整示例
以下是一个使用compio-driver进行TCP服务器通信的完整示例:
use compio::{
driver::Driver,
io::{AsyncReadExt, AsyncWriteExt},
net::{TcpListener, TcpStream},
};
#[compio::main]
async fn main() {
// 创建TCP监听器
let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:8080").unwrap();
println!("Listening on 127.0.0.1:8080");
// 获取驱动实例
let driver = Driver::new().unwrap();
loop {
// 接受新连接
let (socket, addr) = listener.accept().await.unwrap();
println!("Accepted connection from: {}", addr);
// 使用驱动处理每个连接
let driver = driver.clone();
compio::runtime::spawn(async move {
let mut socket = socket;
let mut buf = vec![0; 1024];
loop {
// 读取数据
let (n, buf) = socket.read(buf).await.unwrap();
if n == 0 {
break;
}
// 回显数据
let (_, buf) = socket.write_all(&buf[..n].await.unwrap();
buf.clear();
}
})
.detach();
}
}
这个示例展示了如何:
- 创建一个TCP监听器
- 初始化compio驱动
- 接受新连接
- 为每个连接创建一个独立的任务
- 使用异步读写操作处理连接
低级别驱动控制
你还可以手动控制低级别驱动。以下是使用compio-driver直接操作的示例:
use compio::{
driver::{Driver, Entry, OpCode},
io::PollEvent,
};
#[compio::main]
async fn main() {
// 创建驱动实例
let driver = Driver::new().unwrap();
// 准备操作
let op = OpCode::PollAdd(PollEvent::all());
// 提交操作
let user_data = 42;
driver.push(op, user_data);
// 等待完成
let entry = driver.submit().await;
println!("Completed operation: {:?}", entry);
}
完整示例代码
以下是使用compio-driver实现UDP服务器的完整示例:
use compio::{
driver::Driver,
io::{AsyncReadExt, AsyncWriteExt},
net::UdpSocket,
};
#[compio::main]
async fn main() {
// 创建UDP socket
let socket = UdpSocket::bind("127.0.0.1:8080").unwrap();
println!("UDP server listening on 127.0.0.1:8080");
// 获取驱动实例
let driver = Driver::new().unwrap();
let mut buf = vec![0; 1024];
loop {
// 接收数据
let (n, addr, buf) = socket.recv_from(buf).await.unwrap();
println!("Received {} bytes from {}", n, addr);
// 发送响应
let (n, buf) = socket.send_to(&buf[..n], &addr).await.unwrap();
println!("Sent {} bytes back to {}", n, addr);
}
}
贡献
无论您是刚刚开始使用Rust还是经验丰富的专家,都有机会为Compio做出贡献。如果您对Compio有任何问题,请随时加入我们的telegram群组。在贡献之前,请查看我们的贡献指南。
Rust异步I/O驱动库compio-driver的使用指南
介绍
compio-driver是一个Rust异步I/O驱动库,专注于提供高性能的事件驱动和异步I/O操作支持。它基于事件循环机制,能够高效处理大量并发I/O操作,特别适合构建高性能网络服务和应用。
主要特性
- 基于事件驱动的异步I/O模型
- 高性能的事件通知机制
- 支持多种I/O操作(TCP/UDP/文件等)
- 跨平台支持(Linux/macOS/Windows)
- 与Rust异步生态良好集成
使用方法
添加依赖
首先在Cargo.toml中添加依赖:
[dependencies]
compio-driver = "0.2"
tokio = { version = "1.0", features = ["full"] }
基本示例
use compio_driver::{Driver, Op};
use std::{io, net::TcpStream};
#[tokio::main]
async fn main() -> io::Result<()> {
// 创建驱动实例
let driver = Driver::new()?;
// 创建一个TCP流
let stream = TcpStream::connect("127.0.0.1:8080")?;
stream.set_nonblocking(true)?;
// 注册到驱动
let key = driver.attach(&stream)?;
// 准备异步读取操作
let buffer = vec![0u8; 1024];
let op_read = Op::read(&stream, buffer).expect("Failed to create read op");
// 提交操作
let entry = driver.submit(op_read).await?;
// 处理完成事件
match entry.result {
Ok(n) => println!("Read {} bytes", n),
Err(e) => eprintln!("Read error: {}", e),
}
Ok(())
}
高级用法:多操作并发
use compio_driver::{Driver, Op};
use std::{io, net::TcpStream, time::Duration};
#[tokio::main]
async fn main() -> io::Result<()> {
let driver = Driver::new()?;
let stream1 = TcpStream::connect("127.0.0.1:8080")?;
let stream2 = TcpStream::connect("127.0.0.1:8081")?;
stream1.set_nonblocking(true)?;
stream2.set_nonblocking(true)?;
driver.attach(&stream1)?;
driver.attach(&stream2)?;
let buffer1 = vec![0u8; 1024];
let buffer2 = vec![0u8; 1024];
let op1 = Op::read(&stream1, buffer1).expect("Failed to create read op");
let op2 = Op::read(&stream2, buffer2).expect("Failed to create read op");
let (entry1, entry2) = tokio::join!(
driver.submit(op1),
driver.submit(op2)
);
println!("Stream1 read: {:?}", entry1?.result);
println!("Stream2 read: {:?}", entry2?.result);
Ok(())
}
定时器功能
use compio_driver::{Driver, Op};
use std::time::{Duration, Instant};
#[tokio::main]
async fn main() -> io::Result<()> {
let driver = Driver::new()?;
let start = Instant::now();
let op = Op::timeout(Duration::from_secs(2));
let entry = driver.submit(op).await?;
entry.result?;
println!("Timer elapsed after {:?}", start.elapsed());
Ok(())
}
完整示例:TCP服务器和客户端
TCP服务器示例
use compio_driver::{Driver, Op};
use std::{io, net::TcpListener};
#[tokio::main]
async fn main() -> io::Result<()> {
// 创建驱动实例
let driver = Driver::new()?;
// 创建TCP监听器
let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:8080")?;
listener.set_nonblocking(true)?;
// 注册监听器到驱动
driver.attach(&listener)?;
println!("Server listening on 127.0.0.1:8080");
// 准备接受连接操作
let op_accept = Op::accept(&listener).expect("Failed to create accept op");
// 提交操作并等待连接
let entry = driver.submit(op_accept).await?;
match entry.result {
Ok((stream, addr)) => {
println!("Accepted connection from {}", addr);
// 注册新连接
stream.set_nonblocking(true)?;
driver.attach(&stream)?;
// 准备读取数据
let buffer = vec![0u8; 1024];
let op_read = Op::read(&stream, buffer).expect("Failed to create read op");
// 读取数据
let entry = driver.submit(op_read).await?;
match entry.result {
Ok(n) => println!("Received {} bytes: {:?}", n, &entry.buffer[..n]),
Err(e) => eprintln!("Read error: {}", e),
}
}
Err(e) => eprintln!("Accept error: {}", e),
}
Ok(())
}
TCP客户端示例
use compio_driver::{Driver, Op};
use std::{io, net::TcpStream};
#[tokio::main]
async fn main() -> io::Result<()> {
// 创建驱动实例
let driver = Driver::new()?;
// 创建TCP连接
let stream = TcpStream::connect("127.0.0.1:8080")?;
stream.set_nonblocking(true)?;
// 注册到驱动
driver.attach(&stream)?;
// 准备写入数据
let message = b"Hello, server!";
let op_write = Op::write(&stream, message.to_vec()).expect("Failed to create write op");
// 提交写入操作
let entry = driver.submit(op_write).await?;
match entry.result {
Ok(n) => println!("Sent {} bytes", n),
Err(e) => eprintln!("Write error: {}", e),
}
// 准备读取响应
let buffer = vec![0u8; 1024];
let op_read = Op::read(&stream, buffer).expect("Failed to create read op");
// 读取响应
let entry = driver.submit(op_read).await?;
match entry.result {
Ok(n) => println!("Received {} bytes: {:?}", n, &entry.buffer[..n]),
Err(e) => eprintln!("Read error: {}", e),
}
Ok(())
}
性能优化建议
- 批量提交I/O操作以减少系统调用
- 合理设置缓冲区大小
- 考虑使用
Op::multi_read
/Op::multi_write
进行批量操作 - 在高并发场景下适当调整驱动的事件循环参数
注意事项
- 确保所有I/O资源在驱动生命周期内保持有效
- 错误处理要全面,特别是对于部分完成的操作
- 在Windows平台可能需要额外配置
compio-driver为Rust异步I/O提供了强大的底层支持,特别适合需要极致性能的网络应用开发。