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

应用”项目，斩获“科学技术奖科技进步一等奖”，这也是国内电子信 息领域的最高奖项。 该奖项由数十名院士评审，历经三轮，从三百余个申报项目中遴选 而出。由院士等组成的科技成果鉴定委员会认为：“该成果技术复杂 度高，研制难度大，创新性强，项目成果整体达到国际先进水平， 其中异质图建模与表示学习技术和超大规模图学习系统处于国际领 先水平。” 以终为始，以行为知，这一项目从图计算所面临的挑战出发，解决了大规模图数据所产生 /wifi... 亲属 / 同事 / 一致行动 人 / 担保同地址 / 同设备登 陆 /... 已签署 / 过期签署 / 意向签署 /... 已签署 / 过期签署 / 意向签署 /... 董监高 / 就职 / 实际控制人 拥有 / 抵押 / 质 押 股权 / 资管计划 / 资金往来 / 担 保 / 借贷 / 集团 / 控股 / 上下 游 ... 父子 / 组合 / 继承 转账 / …  设别出带有某种共同特征 的企业或个人群体 舆情传导 营销传导 风险传导 …  计算某个事件在关联的企业、个人 之间的传递过程和传递概率 图深度学习及其应用场景 图嵌入 • 将高维的图信息映射到低维向量中 • 通过图嵌入将客户关系表示为低维向量，可以结合其 他客户行为特征进行机器学习训练 图卷积神经网络 • 对图结构数据进行卷积计算 • 通过已有的企业数据，通过 GCN

的代码写更多的功能 # 高表达力 # 安全 Rust 依靠 LLVM 实现了多目标平台，并可 以用语言内建的 target_feature 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 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 Phase Candidate Collision Pairs Manifold Build Collision Pairs Collision Detection AABB Update AABB Collection Pose Integrate Constraint Groups Simulation Time Control Delta Time State Change Input State Output glam 代码质量高，使用简单，但是没有 AoSoA类型，跨端确定性难以保证 nalgebra 过于复杂，大量的泛型导致使用 不便，代码质量一般 其余开源 crates 完成度不高 Rust 开源数学库的痛点 写好数学库并不容易

....................................................................................... 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

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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

VARCHAR(24)) TDengine - 业务模式 开源版 企业版 云服务版 核心功能开源 • SQL 支持 • 无模式写入 • 缓存 • 流计算 • 数据订阅 • 集群、高可用 高可靠、线性扩展 + 专业技术服务 • 边云数据复制 • 跨云 / 异地数据复制 • 增量备份 • 多级存储 • 工业数据接入 全托管时序数据 管理云服务平台 • 全托管服务 • VPC t a o s X R u s t 使 用 taosX - 物联网数据接入问题 • 多种不同协议数据对接，开发复杂度高 • 模块之间关联性不高但模块组成复杂，可维护性差 • 大量设备大量数据归集存储，存储压力大 • 数据总线 / 消息队列消息接入，定制化程度要求高 • 数据业务逻辑自定义需求强 • 一定的实时数据分析能力 taosX - 功能路线图 集群运维 数据接入 流式处理 Case 2: tokio::select with stream::iter • Case 1: cancel with blocking code Tokio - Notes • 使用非阻塞或并发 / 异步数据结构 • 使用异步锁和异步 Channel 。 • 使用 spawn_blocking 提交耗时任务 • C FFI 调用时，要关注上下文的线程安全性。 • 多个运行时之间使用 Channel

2013年末我开始关注Rust，但尚未深入实践 在重大场合正式演讲这是人生第一次 2016年春节至今认真准备讲稿近三个月 如有错误或纰漏，敬请谅解！ 感谢臧秀涛主编盛情邀请！ Rust 安全、高效、并发的系统编程语言 2006年 2009年 2012年 2015年 2016年 Rust v0.0 by 都是白花花的银子，“硬件很便宜”的说法不靠 谱 你能买最新硬件，对手也能，无助于提升竞争力 物联网 • 需要大批量部署，必须控制硬件成本 • 受限于成本控制，硬件性能不强 • 受限于电池供电，功耗不能高 这就要求系统和应用软件要高效利用硬件 程序运行在VM上，或后台跑GC 白白浪费了宝贵的CPU和内存资源 Rust在系统编程领域 面临极其强大的竞争对手 嵌入式 C/Rust 系统编程 C/C++/C++1x/Rust • 仅释放一次 内存不安全？ • 指针越界访问，意外修改别处内存 • 内存被提前释放，形成野指针，非法读写内存 • 野指针又转化为合法指针，意外修改别处内存 • NULL指针解引用，非法操作 • 并发读写同一内存地址，数据竞争 • 缓冲区溢出、段错误…… ……等等许多危险操作，在C语言里触目惊心 Move by default struct Value { x: i32, } fn

RPC（以太坊兼容） 6. Storage (KV 数据库) 7. Executor 主要模块 • 高复杂性，组件和子系统较多，相互依赖和交互，整体结构和逻辑非常复杂，开发、 测试、调试难度大 • 可维护性，开发完成后，各个模块需要维护、升级和改进 • 可扩展性 • 高性能 • 高并发 • 高可靠性 • 代码管理 • … 大型项目的开发难点 ■ 抽象 ■ 便于协作开发 ■ 易于测试 重新打包成 Rust 代码并编译，得到增加埋点的可执行文件 ■ LLVM IR 插入监控埋点 ■ 优点: 1. 高度灵活 2. 零运行期成本 3. 封装性好，使用方便 ■ 缺点： 1. 学习曲线高 2. 可移植性差 3. 调试难度大（Cargo expand） 过程宏（元编程） ■ 过程宏 async_wait 的展开 metrics_rpc & fut-ret async send_transaction

HTTP 协议底层库，可以支持高层的应用软件使用 HTTP 协议。 ✓ Rust 异步实现 ✓ 支持 HTTP/1.1 和 HTTP/2 ✓ 支持 Client 和 Server ✓ 高性能 ✓ 高可扩展性 Rust China Conf 2022 – 2023, Shanghai, China Rust 与 HTTP 协议 reqwest 是基于 hyper 实现的高性能、易用的 HTTP multipart Rust China Conf 2022 – 2023, Shanghai, China Rust 与 HTTP 协议 以上 Rust HTTP 库主要支持的场景特点： ➢ 并发量、吞吐量需求较高 ➢ 网络环境稳定 ➢ 不太需要体现交互界面 ➢ 不太关注资源使用 比较适合构建浏览器、大型 WEB 服务器等。 终端 HTTP 通信场景浅析 Part 03 探讨终端场景下 DNS 解析逻辑：利用 Rust 的 trait 实现继承关系，方便用户根据自身需求自定义 DNS 解析器。DNS 操作也是 IO 操作，可以使用 Rust 异步 IO 逻辑来提升性能。 ➢ 支持高版本的 HTTP 协议，如 HTTP/2、 HTTP/3。利用 IO 复用机制或 UDP 连接可以提高弱网环境下的 传输性能。 Rust China Conf 2022 – 2023, Shanghai