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词汇表(Glossary)

异步(Asynchronous)

在Rust的上下文中，异步代码指的是使用了async/await语言特性的代码，该功能允许很多任务在几个线程(甚至单个线程)上同时运行.

并发与并行(Concurrency and parallelism)

并发与并行是两个相关的概念，在谈论到同时执行多个任务时都会使用. 如果某件事并行发生，那么它也是同时发生，但事实上并非如此：在两个任务之间 交替操作，但从来没同时执行这两个任务，这种情况是并发而不是并行.

Future

Future 是存储某些操作当前状态的值. Future也有轮询方法，该方法使操作可以继续进行，直到需要等待的某些内容(比如网络连接)为止. 调用poll方法 应该很快返回.

Future通常可以在异步块中使用.await组合多个future来创建.

执行器与调度器(Executor/scheduler)

执行器与调度器通过重复调用poll方法来执行Future. 标准库中并没有执行器，所以你需要额外的库，并且Tokio的运行时提供了使用最广泛的执行器.

执行器可以在几个线程上同时运行大量的Future. 它通过在等待时交换当前正在执行的任务来执行此操作. 如果代码很长时间也没有达到.await，则称为 "阻塞了线程"或者"没有回到执行器"，这将阻塞其它任务的运行.

运行时(Runtime)

运行时是一种包含执行程序和与执行程序集成的各种实用程序库，比如计时器程序与IO. 运行时与执行器的名称有时候可以交换来使用. 标准库中没有运行时， 因此你要使用它就得添加额外的库，并且使用最广泛的运行时是Tokio运行时.

运行时也被用在其它上下文中，比如说，"Rust没有运行时" 的短语有时候表示Rust程序的执行没有垃圾回收或者即时编译.

任务(Task)

一个任务它是一个运行在Tokio运行时上的操作，它被tokio::spawn或者Runtime::block_on函数创建. 通过组合它们来创建Future的工具，比如， .await和join!不创建新的任务，每个合并的部分都被称为"在同一个任务中".

并行性需要多个任务，但是可以使用比如join!之类的工具同时对一项任务执行多个操作.

产生(Spawning)

Spawning被表示在使用tokio::spawn函数来创建一个新任务. 它在标准库 std::thread::spawn 中也指创建新线程.

异步块(Async block)

异步块是一种用来创建Future运行某些代码的简便方法. 比如:

let world = async {
    println!("world");
}

let my_future = async {
    println!("Hello");
    world.await;
}

上面的代码创建了一个叫作my_future的Future，它会打印出Hello world!. 它会首先打印出Hello，然后再运行world future. 注意上面的代码 不会自己打印出任何的内容 - 你必须在发生一些事之前实际的执行my_future，方法是直接spawning它，或者在有spawning的地方使用.await.

异步函数(Async function)

与异步块类似，一个异步函数是创建函数体成为future的一种便捷方法. 所有的异步函数都可以被重写为返回future的普通函数:

async fn do_stuff(i: i32) -> String {
    // do stuff
    format!("The integer is {}.", i)
}
use std::future::Future;

// 上面的异步函数可以用以下同种方式表述:
fn do_stuff(i: i32) -> impl Future<Output = String> {
    async move {
        // do stuff
        format!("The integer is {}.", i)
    }
}

这里使用了impl Trait syntax 语法来返回一个future， 因为Future是一个trait. 请注意，因为异步块创建的future在执行之前不会 执行任何操作，因此调用异步函数在返回的future被执行前也不会执行任何操作(ignoring it triggers a warning).

Yielding

在Rust异步上下文中，yield指允许执行器在单个线程上执行很多的future. future的每一次出让(yield)，执行器都会使用另外一个future交换当前future， 通过这种重复的交换当前任务，执行器就可以同时的(并发的)执行大量的任务. future仅能使用.await操作符来yield，因此两次.await操作之间花费很长时间 的future就可能阻塞其它任务的执行.

具体来说，从poll 方法返回时，future就会yields.

阻塞(Blocking)

单词 "blocking" (阻塞) 有两种不同的使用方式: "阻塞"的第一层意思是等待某些事完成，"阻塞"的另外一层含义是指当一个future花费很长时间而没有yielding时. 为了明确起见，可以将短语"blocking the thread"(阻塞线程)用于第二种含义.

在Tokio的文档中总是使用第二种"阻塞"的含义.

要在Tokio中运行阻塞的代码，请参考Tokio API指引中的CPU-bound tasks and blocking code 章节.

流(Stream)

Stream 是 Iterator 的异步版本， 并提供值流. 通常与while let 循环一起使用，如下所示:

use tokio::stream::StreamExt; // for next()

while let Some(item) = stream.next().await {
    // do something
}

单词stream有时候用来指 AsyncRead 和 AsyncWrite 有点令人困惑.

通道(Channel)

通道是一种允许一部分代码发送消息到另外一部分的工具. Tokio提供了一些通道，每一种都有其目的与用途.

  • mpsc : 多生产者，单消费者通道. 可以发送许多的值.
  • oneshot : 单生产者，单消费者通道. 能发送单一值.
  • broadcast : 多生产者，多消费者通道. 发送很多值，每一个接收者都能看到每一个值.
  • watch : 单生产者，多消费者通道，可以发送许多值，但不会保留历史记录. 接收者仅能看到最近的值.

如果你需要使用多生产者，多消费者通道，且仅能有一个消费者能看到每一个消息，你可以使用 async-channel 包.

还有一些在异步Rust之外使用的通道，比方说 std::sync::mpsc 和 crossbeam::channel . 这些channels 通过阻塞线程来等待消息，在这异步代码中是不被允许的.

背压(Backpressure)

背压是一种用来设计高负载低延迟响应，应用的一种模式. 比如说，mpsc 以有界和无界的形式出现. 通过使用有界通道，如果接收方无法及时处理发送方发送的消息数量时， 接收方可以对发送方施加 "背压"，这可以避免内存的使用量一直增长不受限制，因为通道上发送的消息越来越多了.

Actor

一种设计应用程序的设计模式. Actor是指独立产生的任务，该任务代表应用程序的其它部分使用channel与应用程序的另外部分通信来管理某些资源.

有关 actor的示例，请参考 通道 章节.

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