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使用Rust编写一个web todolist应用

作者：人工智能uu | 2024-08-05 12:59:32

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使用Rust编写一个web todolist应用

使用rust编写一个web服务不如使用java提供的spring boot一样简单，需要手工去添加依赖，目前rust web生态已趋近成熟，可以尝试进行web开发。

本次开发的服务使用的依赖有

  • axum：一个专注于生态和模块化的web应用开发框架
  • serde：rust中数据的泛用性序列化/反序列化库
  • tokio：异步运行时库
  • tower：为server/client提供模块化和可重用的库
  • tower-http：专为HTTP协议提供的模块化和可重用的库
  • tracing：日志库
  • tracing-subscriber：给tracing日志库提供工具和组合消费者的方法，这个可以提供给axum使用
  • bb8：连接池，基于tokio
  • bb8_postgres：连接池，专为postgres提供

做一个简单的Web应用，有以下几个步骤

  1. 设置db schema
  2. 编写对应schema的rust struct
  3. 规划router，加入http endpoints
  4. 规划handlers
  5. 规划前后端的数据交互格式
  6. 写代码
  7. 测试

我们一步一步来，首先我们先创建一个应用

cargo new todolist

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然后，我们添加依赖，这里我们使用cargo add 添加

cargo add axum serde tokio tower tower-http tracing tracing-subscriber bb8 bb8-postgres clap --features serde/derive,tokio/rt-multi-thread,tower-http/fs,tower-http/trace,clap/derive

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这样的话，就不用添加版本了。

这里我们建一个简单的数据库

create database todolist;

create table todo (
	id serial  primary key,
	description varchar(512) not null,
	completed bool not null
);

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然后我们正式进入我们的代码部分：

定义postgresql连接，这里我使用了clip库，从命令行传入数据连接参数

// 定义传入参数模型
#[derive(Parser, Debug)]
#[command(version, about, long_about=None)]
struct Args {
    #[arg(short='H', long)]
    host: String,
    #[arg(short, long)]
    user: String,
    #[arg(short, long)]
    password: String,
    #[arg(short, long)]
    dbname: String,
}

// 主体部分，建立postgreSQL的数据库连接
let args = Args::parse();
let connection_str = format!("host={} user={} password={} dbname={}", args.host,args.user,args.password,args.dbname);
let manager = PostgresConnectionManager::new_from_stringlike(connection_str, NoTls).unwrap();
let pool = Pool::builder().build(manager).await.unwrap();

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这里，我使用了axum中的AppState来管理全局所要使用的变量，在axum中使用Router::new()提供的with_state，值得注意的是，这里的struct必须实现Clone trait。

#[derive(Clone)]
struct MyAppState {
    dbpool: Pool<PostgresConnectionManager<NoTls>>,
}

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接下来，我们定义初始化日志模块

tracing_subscriber::fmt::init();

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一行代码就能搞定。

然后我们定义几个model，注意这里面实现的trait，serde提供的Serialize，Deserialize，还有Debug, Clone。

#[derive(Debug, Serialize, Deserialize, Clone)]
struct Todo {
    id: i32,
    description: String,
    completed: bool,
}

#[derive(Debug, Serialize, Deserialize, Clone)]
struct CreateTodo {
    description: String,
}

#[derive(Debug, Serialize, Deserialize, Clone)]
struct UpdateTodo {
    id: i32,
    description: Option<String>,
    completed: Option<bool>
}

#[derive(Debug, Serialize, Deserialize, Clone)]
struct ResultWrapper<T> {
    code: u32,
    message: String,
    data: Option<T>,
}

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接下来我们定义handler，分别是获取todo数据列表，新建数据列表和删除数据列表

这里要求返回的结果必须实现IntoResponse，否则无法在axum的Route中注册，可以使用axum提供的Json Struct包括数据和结果，这样就能将数据正常转换为Respone。

State则在axum中进行注册，可以直接在参数列表中传入，这里bb8提供的Pool，不用考虑所有权，不使用clone，直接进行get使用。

返回的结果为一个tuple，第一元素为状态码，第二个为参数。

async fn todo_list(State(app_state): State<MyAppState>) -> impl IntoResponse {
    match app_state.dbpool.get().await {
        Ok(db) => match db.query("SELECT * FROM todo", &[]).await {
            Ok(rows) => {
                let data: Vec<Todo> = rows.into_iter().map(|i| {
                    Todo {
                        id: i.get(0),
                        description: i.get(1),
                        completed: i.get(2)
                    }
                }).collect();
                (StatusCode::OK, Json(ResultWrapper{code: 0, message: "ok".to_string(), data: Some(data)}))
            }, Err(e) => {
                (StatusCode::INTERNAL_SERVER_ERROR, Json(ResultWrapper{code: 500, message: e.to_string(), data: None}))
            }
        }, Err(e) => {
            (StatusCode::INTERNAL_SERVER_ERROR, Json(ResultWrapper{code: 500, message: e.to_string(), data: None}))
        }
    }
}

async fn todo_delete(State(pool): State<MyAppState>, Json(id): Json<i32>) -> impl IntoResponse {
    match pool.dbpool.get().await {
        Ok(db) => match db.execute("DELETE FROM todo WHERE id = $1", &[&id]).await {
            Ok(r) => {
                tracing::info!("todo list id {} had been deleted", id);
                (
                    StatusCode::OK,
                    Json(ResultWrapper {
                        code: 0,
                        message: "ok".to_string(),
                        data: Some(r),
                    }),
                )
            }
            Err(e) => (
                StatusCode::BAD_REQUEST,
                Json(ResultWrapper {
                    code: 500,
                    message: e.to_string(),
                    data: None,
                }),
            ),
        },
        Err(e) => (
            StatusCode::INTERNAL_SERVER_ERROR,
            Json(ResultWrapper {
                code: 500,
                message: e.to_string(),
                data: None,
            }),
        ),
    }
}

async fn todo_create(
    State(pool): State<MyAppState>,
    Json(input): Json<CreateTodo>,
) -> impl IntoResponse {
    match pool.dbpool.get().await {
        Ok(db) => {
            match db
                .query(
                    "INSERT INTO todo (description, completed) VALUES ($1, FALSE) RETURNING id",
                    &[&input.description],
                )
                .await
            {
                Ok(rows) => {
                    if let Some(row) = rows.get(0) {
                        let id: i32 = row.get(0);
                        (
                            StatusCode::OK,
                            Json(ResultWrapper {
                                code: 0,
                                message: "ok".to_string(),
                                data: Some(id),
                            }),
                        )
                    } else {
                        (
                            StatusCode::INTERNAL_SERVER_ERROR,
                            Json(ResultWrapper {
                                code: 400,
                                message: "no return data".to_string(),
                                data: None,
                            }),
                        )
                    }
                }
                Err(e) => (
                    StatusCode::INTERNAL_SERVER_ERROR,
                    Json(ResultWrapper {
                        code: 500,
                        message: e.to_string(),
                        data: None,
                    }),
                ),
            }
        }
        Err(e) => (
            StatusCode::INTERNAL_SERVER_ERROR,
            Json(ResultWrapper {
                code: 500,
                message: e.to_string(),
                data: None,
            }),
        ),
    }
}

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我们看一下，axum的主体部分，即路由注册和端口注册启动这个环节

这里面有：

  • 注册路由
  • 添加app_state
  • 增加日志部分
  • 启动web server服务
let app = Router::new()
   .route("/", post(todo_create))
   .route("/", delete(todo_delete))
   .route("/", get(todo_list))
   .with_state(my_state)
   .layer(TraceLayer::new_for_http());

let listener = tokio::net::TcpListener::bind("127.0.0.1:8889")
   .await
   .unwrap();
axum::serve(listener, app).await.unwrap();

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这样，整体一个简单的todolist webserver就已完成，这里面还有一个update部分没有编写，不过仿照上面的handler也可以编写出来。

下面是整体代码

use axum::{
    extract::State,
    http::StatusCode,
    response::IntoResponse,
    routing::{delete, get, post},
    Json, Router,
};
use bb8::Pool;
use bb8_postgres::{tokio_postgres::NoTls, PostgresConnectionManager};
use clap::Parser;
use serde::{Deserialize, Serialize};
use tower_http::trace::TraceLayer;

#[derive(Parser, Debug)]
#[command(version, about, long_about=None)]
struct Args {
    #[arg(short = 'H', long)]
    host: String,
    #[arg(short, long)]
    user: String,
    #[arg(short, long)]
    password: String,
    #[arg(short, long)]
    dbname: String,
}

#[derive(Clone)]
struct MyAppState {
    dbpool: Pool<PostgresConnectionManager<NoTls>>,
}

#[tokio::main]
async fn main() {
    let args = Args::parse();
    let connection_str = format!(
        "host={} user={} password={} dbname={}",
        args.host, args.user, args.password, args.dbname
    );

    let manager = PostgresConnectionManager::new_from_stringlike(connection_str, NoTls).unwrap();
    let pool = Pool::builder().build(manager).await.unwrap();
    let my_state = MyAppState { dbpool: pool };

    tracing_subscriber::fmt::init();

    let app = Router::new()
        .route("/", post(todo_create))
        .route("/", delete(todo_delete))
        .route("/", get(todo_list))
        .with_state(my_state)
        .layer(TraceLayer::new_for_http());

    let listener = tokio::net::TcpListener::bind("127.0.0.1:8889")
        .await
        .unwrap();
    axum::serve(listener, app).await.unwrap();
}

#[derive(Debug, Serialize, Deserialize, Clone)]
struct Todo {
    id: i32,
    description: String,
    completed: bool,
}

#[derive(Debug, Serialize, Deserialize, Clone)]
struct CreateTodo {
    description: String,
}

#[derive(Debug, Serialize, Deserialize, Clone)]
struct UpdateTodo {
    id: i32,
    description: Option<String>,
    completed: Option<bool>,
}

#[derive(Debug, Serialize, Deserialize, Clone)]
struct ResultWrapper<T> {
    code: u32,
    message: String,
    data: Option<T>,
}

async fn todo_list(State(app_state): State<MyAppState>) -> impl IntoResponse {
    match app_state.dbpool.get().await {
        Ok(db) => match db.query("SELECT * FROM todo", &[]).await {
            Ok(rows) => {
                let data: Vec<Todo> = rows
                    .into_iter()
                    .map(|i| Todo {
                        id: i.get(0),
                        description: i.get(1),
                        completed: i.get(2),
                    })
                    .collect();
                (
                    StatusCode::OK,
                    Json(ResultWrapper {
                        code: 0,
                        message: "ok".to_string(),
                        data: Some(data),
                    }),
                )
            }
            Err(e) => (
                StatusCode::INTERNAL_SERVER_ERROR,
                Json(ResultWrapper {
                    code: 500,
                    message: e.to_string(),
                    data: None,
                }),
            ),
        },
        Err(e) => (
            StatusCode::INTERNAL_SERVER_ERROR,
            Json(ResultWrapper {
                code: 500,
                message: e.to_string(),
                data: None,
            }),
        ),
    }
}

async fn todo_delete(State(pool): State<MyAppState>, Json(id): Json<i32>) -> impl IntoResponse {
    match pool.dbpool.get().await {
        Ok(db) => match db.execute("DELETE FROM todo WHERE id = $1", &[&id]).await {
            Ok(r) => {
                tracing::info!("todo list id {} had been deleted", id);
                (
                    StatusCode::OK,
                    Json(ResultWrapper {
                        code: 0,
                        message: "ok".to_string(),
                        data: Some(r),
                    }),
                )
            }
            Err(e) => (
                StatusCode::BAD_REQUEST,
                Json(ResultWrapper {
                    code: 500,
                    message: e.to_string(),
                    data: None,
                }),
            ),
        },
        Err(e) => (
            StatusCode::INTERNAL_SERVER_ERROR,
            Json(ResultWrapper {
                code: 500,
                message: e.to_string(),
                data: None,
            }),
        ),
    }
}

async fn todo_create(
    State(pool): State<MyAppState>,
    Json(input): Json<CreateTodo>,
) -> impl IntoResponse {
    match pool.dbpool.get().await {
        Ok(db) => {
            match db
                .query(
                    "INSERT INTO todo (description, completed) VALUES ($1, FALSE) RETURNING id",
                    &[&input.description],
                )
                .await
            {
                Ok(rows) => {
                    if let Some(row) = rows.get(0) {
                        let id: i32 = row.get(0);
                        (
                            StatusCode::OK,
                            Json(ResultWrapper {
                                code: 0,
                                message: "ok".to_string(),
                                data: Some(id),
                            }),
                        )
                    } else {
                        (
                            StatusCode::INTERNAL_SERVER_ERROR,
                            Json(ResultWrapper {
                                code: 400,
                                message: "no return data".to_string(),
                                data: None,
                            }),
                        )
                    }
                }
                Err(e) => (
                    StatusCode::INTERNAL_SERVER_ERROR,
                    Json(ResultWrapper {
                        code: 500,
                        message: e.to_string(),
                        data: None,
                    }),
                ),
            }
        }
        Err(e) => (
            StatusCode::INTERNAL_SERVER_ERROR,
            Json(ResultWrapper {
                code: 500,
                message: e.to_string(),
                data: None,
            }),
        ),
    }
}


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依赖的版本为

[dependencies]
axum = "0.7.5"
bb8 = "0.8.5"
bb8-postgres = "0.8.1"
clap = { version = "4.5.13", features = ["derive"] }
serde = { version = "1.0.204", features = ["derive"] }
tokio = { version = "1.39.2", features = ["rt-multi-thread"] }
tower = "0.4.13"
tower-http = { version = "0.5.2", features = ["fs", "trace"] }
tracing = "0.1.40"
tracing-subscriber = "0.3.18"

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