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異步Rust:構建實時消息代理服務器

來源: 責編: 時間:2024-02-01 12:44:22 203觀看
導讀在本文中,我們將深入研究使用Rust構建實時消息代理服務器,展示其強大的并發(fā)特性。我們將使用Warp作為web服務器,并使用Tokio來管理異步任務。此外,我們將創(chuàng)建一個WebSocket客戶端來測試代理服務器的功能。設計圖如下:圖片

在本文中,我們將深入研究使用Rust構建實時消息代理服務器,展示其強大的并發(fā)特性。我們將使用Warp作為web服務器,并使用Tokio來管理異步任務。此外,我們將創(chuàng)建一個WebSocket客戶端來測試代理服務器的功能。r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

設計圖如下:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

圖片圖片r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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構建消息代理服務器

消息代理服務器允許客戶端為主題生成事件并訂閱它們。它使用Warp作為HTTP和WebSocket服務器,使用Tokio作為異步運行時。r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

使用以下命令創(chuàng)建一個Rust項目:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

cargo new real-ime-message

在Cargo.toml文件中加入以下依賴項:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

[dependencies]futures-util = "0.3.30"tokio = {version = "1.35.1", features = ["full"]}tokio-tungstenite = "0.21.0"url = "2.5.0"warp = "0.3.6"

在src/main.rs文件中定義一個Broker結構體:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

use std::{    collections::{HashMap, VecDeque},    sync::Arc,};use futures_util::{SinkExt, StreamExt};use tokio::sync::{    mpsc::{self, UnboundedSender},    RwLock,};use warp::{filters::ws::Message, Filter};type Topic = String;type Event = String;type WsSender = UnboundedSender<warp::ws::Message>;struct Broker {    events: Arc<RwLock<HashMap<Topic, VecDeque<Event>>>>,    subscribers: Arc<RwLock<HashMap<Topic, Vec<WsSender>>>>,}
  • events:存儲每個主題的事件。
  • subscribers:跟蹤每個主題的訂閱者。

創(chuàng)建一個新的Broker實例:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

impl Broker {    fn new() -> Self {        Broker {            events: Arc::new(RwLock::new(HashMap::new())),            subscribers: Arc::new(RwLock::new(HashMap::new())),        }    }}

定義發(fā)布事件的方法produce:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

impl Broker {    ......    async fn produce(&self, topic: Topic, event: Event) {        let mut events = self.events.write().await;        events            .entry(topic.clone())            .or_default()            .push_back(event.clone());        // 異步通知所有訂閱者        let subscribers_list;        {            let subscribers = self.subscribers.read().await;            subscribers_list = subscribers.get(&topic).cloned().unwrap_or_default();        }        for ws_sender in subscribers_list {            // 將事件發(fā)送到WebSocket客戶端            let _ = ws_sender.send(warp::ws::Message::text(event.clone()));        }    }}

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這個方法主要是將事件添加到相應的主題,然后將新事件通知所有訂閱者。r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

定義subscribe方法,來管理新的訂閱:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

impl Broker {    ......    pub async fn subscribe(&self, topic: Topic, socket: warp::ws::WebSocket) {        let (ws_sender, mut ws_receiver) = socket.split();        let (tx, mut rx) = mpsc::unbounded_channel::<Message>();        {            let mut subs = self.subscribers.write().await;            subs.entry(topic).or_default().push(tx);        }        tokio::task::spawn(async move {            while let Some(result) = ws_receiver.next().await {                match result {                    Ok(message) => {                        // 處理有效的消息                        if message.is_text() {                            println!(                                "Received message from client: {}",                                message.to_str().unwrap()                            );                        }                    }                    Err(e) => {                        // 處理錯誤                        eprintln!("WebSocket error: {:?}", e);                        break;                    }                }            }            println!("WebSocket connection closed");        });        tokio::task::spawn(async move {            let mut sender = ws_sender;            while let Some(msg) = rx.recv().await {                let _ = sender.send(msg).await;            }        });    }}

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這個方法主要是將WebSocket拆分為發(fā)送方和接收方,將訂閱者添加到訂閱者列表中,處理傳入的WebSocket消息。r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

main函數(shù)代碼如下:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

#[tokio::main]async fn main() {    let broker = Arc::new(Broker::new());    let broker_clone1 = Arc::clone(&broker);    let broker_clone2 = Arc::clone(&broker);    let produce = warp::path!("produce" / String)        .and(warp::post())        .and(warp::body::json())        .and(warp::any().map(move || Arc::clone(&broker_clone1)))        .and_then(            move |topic: String, event: Event, broker_clone2: Arc<Broker>| async move {                broker_clone2.produce(topic, event).await;                Ok::<_, warp::Rejection>(warp::reply())            },        );    let subscribe = warp::path!("subscribe" / String).and(warp::ws()).map(        move |topic: String, ws: warp::ws::Ws| {            let broker_clone3 = Arc::clone(&broker_clone2);            ws.on_upgrade(move |socket| async move {                broker_clone3.subscribe(topic.clone(), socket).await;            })        },    );    let routes = produce.or(subscribe);    println!("Broker server running at http://127.0.0.1:3030");    warp::serve(routes).run(([127, 0, 0, 1], 3030)).await;}

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實現(xiàn)WebSocket客戶端

WebSocket客戶端將模擬一個訂閱主題和接收消息的真實用戶。r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

在src/bin目錄下,創(chuàng)建一個ws_cli.rs文件。在文件中定義websocket_client函數(shù),建立WebSocket連接并管理消息:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

use futures_util::{sink::SinkExt, stream::StreamExt};use std::sync::Arc;use tokio::sync::RwLock;use tokio::time::{sleep, Duration};use tokio_tungstenite::{connect_async, tungstenite::protocol::Message};use url::Url;async fn websocket_client(topic_url: &str) {    // 解析要連接WebSocket服務器的URL    let url = Url::parse(topic_url).expect("Invalid URL");    // 連接到WebSocket服務器    let (ws_stream, _) = connect_async(url).await.expect("Failed to connect");    println!("WebSocket client connected");    let (mut write, mut read) = ws_stream.split();    let message = Arc::new(RwLock::new(String::new()));    let message_1 = message.clone();    // 生成一個任務來處理傳入的消息    tokio::spawn(async move {        let msg_lock = message_1.clone();        while let Some(message) = read.next().await {            match message {                Ok(msg) => {                    let mut ms = msg_lock.write().await;                    *ms = msg.to_text().unwrap().to_string();                    println!("Received message: {}", msg.to_text().unwrap());                }                Err(e) => {                    eprintln!("Error receiving message: {:?}", e);                    break;                }            }        }    });    // 發(fā)送消息    loop {        let msg_lock = message.clone();        let ms = msg_lock.read().await;        if let Err(e) = write.send(Message::Text(ms.to_string())).await {            eprintln!("Error sending message: {:?}", e);            break;        }        sleep(Duration::from_secs(5)).await;    }}

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main函數(shù)代碼如下:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

#[tokio::main]async fn main() {    websocket_client("ws://127.0.0.1:3030/subscribe/newtopic").await;}

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測試

執(zhí)行如下命令運行消息代理服務器:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

cargo run --bin real-ime-message

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執(zhí)行結果:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

Broker server running at http://127.0.0.1:3030

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然后打開一個新的命令行,執(zhí)行如下命令運行WebSocket客戶端:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

cargo run --bin ws_cli

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執(zhí)行結果:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

WebSocket client connected

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向http://127.0.0.1:3030/produce/newtopic接口發(fā)送post請求,如圖:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

圖片圖片r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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客戶端接收到消息:r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

WebSocket client connectedReceived message: This is a new event

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總結

我們已經(jīng)探索了在Rust中創(chuàng)建一個簡單的消息代理,并使用WebSocket客戶端對其進行測試。這個例子突出了Rust在構建高效、并發(fā)的網(wǎng)絡應用程序方面的能力。r0Y28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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