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异步编程与 Async/Await 入门

Q: 「异步编程与 Async/Await 入门」这节课中我会学到什么？

学习 `async` 函数和 `await` 表达式的基础知识，以编写异步、非阻塞代码。 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Learn Rust Coding，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 `async` 函数和 `await` 表达式的基础知识，以编写异步、非阻塞代码。

异步编程与 Async/Await 入门 是 CoddyKit 上的免费 Learn Rust Coding 课时。这是第 1 节课，共 3 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 Learn Rust Coding 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Learn Rust Coding 课程共包含 3 节课。

为什么需要异步编程？

在编程中，任务通常会涉及等待，例如等待文件加载、网络请求完成，或数据库查询返回结果。

传统程序在等待期间会阻塞，也就是说，它们会暂停所有其他操作，直到任务完成。这可能导致应用程序运行缓慢且无响应。

代码等待时……

请看这个简单的阻塞操作示例。程序会暂停 2 秒，然后才打印第二条消息。

尝试运行它：

use std::thread;
use std::time::Duration;

fn main() {
  println!("Starting a blocking task...");
  thread::sleep(Duration::from_secs(2)); // This blocks!
  println!("Blocking task finished!");
}

等待的代价

在前一个示例中，整个程序都在等待。如果这是一个网络服务器，就意味着当一位用户的请求正在等待数据库响应时，服务器无法为其他用户提供服务！

异步编程允许程序启动一个长时间运行的任务，然后继续处理其他工作，而不是一直等待。长任务准备好后，程序可以再继续处理它。

Rust 的异步方式

Rust 为异步编程提供了强大的语言功能：async 和 await 关键字。

async 函数是可以暂停和恢复的特殊函数。
.await 用于 async 函数内部，可以等待另一个异步任务完成，而不会阻塞整个程序。

定义 `async` 函数

在 fn 前添加 async 关键字，即可声明异步函数。async 函数总是返回一个 Future。

Future 是一个可能尚未准备就绪的值。它代表一个最终会产生结果的计算过程。

async fn my_async_task() -> u32 {
  // This task will eventually return 42
  42
}

使用 `.await` 暂停

.await 关键字正是让异步编程实现非阻塞的原因。当您对 Future 使用 .await 时，您的 async 函数会：

暂停自身的执行。
允许程序执行其他工作。
在等待的 Future 准备就绪后恢复执行。

这就像为当前任务按下暂停按钮，同时等待另一个任务完成。

运行异步代码：执行器

async 函数会返回一个 Future，但不会立即执行其中的代码。Future 是惰性的。

要实际运行 async 函数并执行其 Future，您需要一个执行器。在简单示例中，我们可以使用 futures::executor::block_on，它会在当前线程上运行 Future，直到其完成。

您的第一个 `async`/`await` 程序

下面展示了 async、await 和简单执行器如何协同工作。请注意，block_on 在 main 中用于启动异步过程。

此示例模拟了异步延迟，而不会阻塞 main 函数所在的线程（从概念上来说如此；block_on 本身会一直阻塞到 Future 完成，但异步任务本身会让出执行权）。

use futures::executor::block_on;
use std::time::Duration;

async fn learn_and_wait() {
  println!("Learning asynchronously...");
  // Simulate an async operation that takes time
  // In a real app, this would be an I/O op
  tokio::time::sleep(Duration::from_secs(1)).await;
  println!("Finished learning!");
}

fn main() {
  println!("Starting main function.");
  block_on(learn_and_wait());
  println!("Main function finished.");
}

理解 `Future` trait

当您编写 async fn my_func() 时，Rust 实际上会将其转换为一个实现了 Future trait 的状态机。

Future trait 有一个主要方法 poll，执行器会反复调用它，以检查任务是否已准备好继续执行。当 Future 被 .await 时，它会通知执行器轮询另一个 Future，直到后者完成。

快速检查：Async/Await 基础

您已经学习了 async 和 await 的基础知识。现在来看看您是否能识别它们各自的关键作用。

回顾与后续步骤

做得很好！您已经迈出了异步 Rust 编程的第一步。

我们看到，同步代码块会让程序等待。
异步代码允许任务并发运行，而不会阻塞程序。
async关键字声明一个异步函数，该函数会返回一个Future。
.await关键字会暂停async函数，直到 Future 准备就绪。
运行 Future 需要一个执行器（例如block_on）。

接下来，我们将深入了解 Tokio——这是一个功能强大的运行时和生态系统，用于在 Rust 中构建真实世界的异步应用！

常见问题解答

「异步编程与 Async/Await 入门」课时是免费的吗？

是的 — 「异步编程与 Async/Await 入门」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 Learn Rust Coding 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 Learn Rust Coding 课程共包含 3 节课。

「异步编程与 Async/Await 入门」这节课中我会学到什么？

学习 `async` 函数和 `await` 表达式的基础知识，以编写异步、非阻塞代码。你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Learn Rust Coding，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Learn Rust Coding 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Learn Rust Coding 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 1 节课，共 3 节。

「异步编程与 Async/Await 入门」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Learn Rust Coding 课中编写并运行代码吗？

能。每节 Learn Rust Coding 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

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异步编程与 Async/Await 入门
使用 Tokio 构建异步应用
使用 Future 与任务

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