5分鐘APIG實戰| 使用Rust語言快速構建API能力開放

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1 序言：Rust語言簡介

1.1?核心概念：所有權系統

2 使用Rust進行HTTP Web后端應用開發

2.1 實戰演練

2.1.1 準備后端應用服務器

2.1.1 安裝相關的工具鏈

2.1.2 編寫后端Web應用

2.2 API部署

1 序言：Rust語言簡介

參與過C/C++大型項目的同學可能都經歷過因為Null Pointer、Memory Leak等問題“被”?加班了不知道多少個晚上。別沮喪，你不是一個人，Mozilla Firefox的開發者們同樣經歷過這個問題。瀏覽器可以說是我們日常使用最為頻繁的軟件了，目前主流的瀏覽器主要?有Google Chrome、Internet Explorer、Mozilla Firefox。為了提升用戶體驗，Mozilla就已經啟動了多線程渲染的計劃。然而，面對大型的C/C++工程，Mozilla的開發者們也堅持不住了。此時，Rust進入了開發者的眼中，與C語言ABI兼容、多編程范式支持、無GC及獨特的所有權系統，使得Mozilla與Rust語言一拍即合，并迅速啟動了?Mozilla?的下一代瀏覽器引擎項目：servo，到目前為止（2018年8?月），servo已經成為了除Rust編譯器自身外，社區中最大的Rust項目。servo目前已經部?分應用在Firefox 57之后的版本中。

Rust語言的設計目標是安全、高效、并發以及實用性。Rust?從一定程度上解決了C++的以?下痛點：

1.??容器/數組越界訪問；

2.??動態內存分配的泄露與double free問題；

3.??難以對依賴進行管理；

其中前兩點在C/C++項目中是最容易引發Bug以及安全問題的原因，依靠人來對這些問題進行檢查往往不是最佳的解決方案。Rust通過其獨特的所有權系統，簡化所研究的對象，使得一些隱晦的問題在編譯期間便暴露出來。任何事情都是有兩面性的，由于嚴格的編譯期檢查以及工程實現上的取舍，Rust在一定程度上犧牲了編譯速度以及靈活性，對“靈活性”的舍棄并不代表Rust語言的表現力下降，只是我們在編寫Rust程序時，可能需要?改變一下以往的思路。

在Rust圈子中，有一句調侃：“C++是調試的時候想撞墻，而Rust是編譯的時候想撞墻”。

接下來我們將通過一個簡單的例子來建立Rust中所有權系統的一個基本印象。

1.1 核心概念：所有權系統

Rust?的所有權系統包括三個核心概念：所有權、借用以及生命周期。我們首先來通過一個?簡單的例子來建立對所有權以及生命周期的直觀概念。

#[derive(Debug)] ?struct?Foo; ? ?fn?main()?{ ?????let?foo?=?Foo;?//?Note:?Foo?not?implement?Copy?trait ?????let?bar?=?foo; ? ?????println!("{:?}",?bar); ?????//?println!("{:?}",?foo); ?}

首先創建了一個Foo類型的變量foo，然后我們執行let bar = foo;，然后我們嘗試?輸出這兩個變量的值，如果我們將第9行的注釋去掉，程序將無法通過編譯，這是因為在?Rust中，對于沒有實現Copy?trait的類型，如果我們將一個綁定賦給另一個綁定，默認?使用的是move語義，也即對于任意給定的資源，當且僅當有一個變量綁定與之對應。

想要進一步學習Rust的小哥哥小姐姐，可以參考Rust Learning。

2 使用Rust進行HTTP Web后端應用開發

在Rust生態中進行HTTP Web后端應用開發目前主要依賴兩個基礎庫：http?以及hyper，其中?http?提供HTTP標準相關的基礎類型，如Request?、Response以及StatusCode和常用的Header等；hyper的定位是一個高效、準確的?HTTP底層庫，它封裝了HTTP的報文解析、報文編碼處理、連接控制等內容，對于用戶而言?只需要實現一個類似于Fn(Request) -> Response的映射，就可以完成HTTP Web服務端的開?發。

基于http以及hyper，社區中還有很多用于Web應用開發的框架，常用的有：

???rocket

???iron

??actix-web

???tower-web

值得一提的是上周剛發布的tower-web，因為這是官方net團隊2018年工作計劃的一部分，?這個庫在未來會為Rust生態提供一個靈活、高效、易于使用的Web開發框架。那么事不宜遲，?我們通過實戰演練來一睹為快。

在本月月底，tower-web將會集成到warp項目中，成為warp框架的一部分，開發的重心將會轉移到warp上。

2.1 實戰演練

2.1.1 準備后端應用服務器

登錄華為云，并創建彈性云服務器作為我們的后端應用服務器。

實戰中使用的系統版本為Ubuntu 16.04，如果選擇不同的系統需要根據情況調整命令。

2.1.2 安裝相關的工具鏈

apt update && apt install build-essential

#?安裝Rust工具鏈

curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh

這一步結束后，我們就可以開始編寫我們的應用服務了。

2.1.3 編寫后端Web應用

這次分享我們來構建一個RESTful中文分詞API。

1. 首先我們來創建一個Rust工程?cargo new --bin chinese_segmentation

2. 接下來在Cargo.toml中添加相關依賴。

[dependencies] ?tower-web?=?"0.2" ?#?Jieba?Chinese?Work?Segmentation ?jieba-rs?=?"0.2" ? ?#?logging?utils ?log?=?"0.4.0" ?env_logger?=?"0.5.12" ? ?#?Serializing?responses,?deserializing?requests ?serde?=?"1.0.70"

3. 然后是我們的main.rs，與其他語言一樣，在文件開始的部分引入外部依賴以及相關聲明：

extern?crate?jieba_rs; ?#[macro_use] ?extern?crate?tower_web; ? ?#[macro_use] ?extern?crate?log; ?extern?crate?env_logger; ? ?use?std::iter::FromIterator; ?use?std::collections::HashSet; ? ?use?jieba_rs::Jieba; ?use?tower_web::ServiceBuilder;

4. 接下來我們定義我們的服務資源ChineseTokenizer：

#[derive(Debug)] ?struct?ChineseTokenizer?{ ?????inner:?Jieba, ?} ? ?impl?ChineseTokenizer?{ ?????pub?fn?new()?->?ChineseTokenizer?{ ?????????ChineseTokenizer?{?inner:?Jieba::new()?} ?????} ? ?????//對傳入的字符串進行分詞，并返回一個字符串向量 ?????pub?fn?cut(&self,?text:?&String)?->?Vec?{ ?????????let?words?=?self.inner.cut(&text,?true) ?????????????.into_iter() ?????????????.map(|word|?word.to_owned()) ?????????????.collect::>(); ? ?????????let?mut?words?=?Vec::from_iter(words.into_iter()); ? ?????????//由于使用HashSet進行去重會引入不確定性，????? ?????????//因此對結果進行重排，使輸出的結果有序。 ?????????words.sort(); ?????????words ?????} ?}

5. 定義了我們的服務資源后，我們來定義輸入Web API的輸入輸出類型：

#[derive(Debug,?Extract)] ?struct?TokenizeRequest?{ ?????text:?String ?} ? ?#[derive(Debug,?Response)] ?#[web(status?=?"200")]?//當handler返回Ok(xx)時，返回200狀態碼 ?struct?TokenizeResponse?{ ?????words:?Vec, ?}

6. 到目前為止，我們已經有了我們的服務資源，輸入輸出類型，接下來就到我們的重頭戲了，?Web?部分的實現，別擔心，因為真的很簡單。

impl_web!?{ ?????impl?ChineseTokenizer?{ ?????????#[post("/tokenize")] ?????????#[content_type("application/json")] ?????????fn?tokenize(&self,?body:?TokenizeRequest)?->?Reqult?{ ?????????????Ok(TokenizeResponse?{ ?????????????????words:?self.cut(&body.text), ?????????????}) ?????????} ?????} ?}

7. 最后是我們的main函數：

fn?main()?{ ?????//初始化Logger ?????env_logger::init(); ?????let?addr?=?"0.0.0.0:8081".parse().expect("invalid?address"); ?????info!("listening?on?http://{}",?addr); ? ?????ServiceBuilder::new() ?????????.resource(ChineseTokenizer::new())?//注冊我們的服務資源 ?????????.run(&addr)?????????????//讓我們的服務跑起來 ?????????.unwrap(); ?}

8. 現在，我們通過命令RUST_LOG=chinese_segmentation=info cargo run --release來檢驗?一下我們的成果了。

服務在本地跑起來之后，我們可以通過命令?curl -H "Content-Type: application/json" -X POST -d '{"text":"中間件小哥"}' ?來測試一下我們的接口。

本地測試通過之后，就需要著手開始部署了，我們檢查一下彈性云服務器的安全組的入方向?是否放開8081端口。

2.2 API?部署

API?網關集成了監控、流控、負載均衡等一系列功能，為開發者提供高性能、高可用的API?托管服務，在本次實踐中，我們將我們的API部署在API網關中。

1. 登錄華為云API網關服務，選擇“新建API”。

2.?填寫API的基本信息

在本次實驗中，選擇無認證。

3.?定義API請求。

請求路徑填為?/segment，方法為?POST

4.? ?定義后端服務。

請求方式設置為POST，在VPC通道這一項中，我們需要新建VPC通道。端口設置為8081，?并將其與彈性云服務器關聯。

6. 創建完VPC通道后，回到API創建頁面，填入相關信息：

7. 網關創建完成后，我們需要回到我們的彈性云服務器，將我們的后端服務器先跑起來：

RUST_LOG=chinese_segmentation=info nohup ./target/release/chinese_segmentation 2>&1 ~/api.log &

作為示例，這里使用nohup命令來跑我們的服務。但在生產環境中，建議使用?systemd等工具來跑服務。

8. 服務在云服務器運行起來之后，將API發布至RELEASE環境中。

然后我們就可以和我們的API愉快地玩耍啦。

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