Пример async/.await

async/.await - инструменты для написания асинхронного кода встроенные в Rust, внешне похожие на синхронный код. Ключевое слово async превращает исполняемый блок программы в конечный автомат, который реализует типаж Future. В синхронном методе вызов функции блокирует весь поток, в асинхронном же вызов через Future вернёт контроль над потоком, позволяя работать другим Future.

Добавим некоторые зависимости в файл Cargo.toml:

[dependencies]
futures = "0.3"

При реализации асинхронной функции можно использовать такой синтаксис async fn:

#![allow(unused)]
fn main() {
async fn do_something() { /* ... */ }
}

async fn возвращает значение, которые является Future. Что бы ни произошло, Future должна быть запущена в исполнителе.

// `block_on` blocks the current thread until the provided future has run to
// completion. Other executors provide more complex behavior, like scheduling
// multiple futures onto the same thread.
use futures::executor::block_on;

async fn hello_world() {
    println!("hello, world!");
}

fn main() {
    let future = hello_world(); // Nothing is printed
    block_on(future); // `future` is run and "hello, world!" is printed
}

Внутри async fn можно использовать .await для ожидания завершения другой реализации типажа Future, например, полученной из другой async fn). В отличие от block_on, .await не блокирует текущий поток, а асинхронно ожидает завершения футуры, позволяя другим задачам в потоке выполняться, пока эта футура не может быть исполнена.

Например, представим что у нас есть три асинхронные функции async fn: learn_song, sing_song и dance:

async fn learn_song() -> Song { ... }
async fn sing_song(song: Song) { ... }
async fn dance() { ... }

Одним из способов выполнения функций «разучить песню», «спеть» и «станцевать» будет блокировка потока исполнения на каждой из них индивидуально:

fn main() {
    let song = block_on(learn_song());
    block_on(sing_song(song));
    block_on(dance());
}

В этом случае мы не достигаем наилучшей производительности - в один момент времени мы делаем только одно дело! Конечно, мы должны выучить песню до того, как петь её, но мы можем танцевать одновременно с разучиванием песни и пением. Чтобы провернуть такой вариант, создадим две отдельные функции с async fn, которые могут запуститься параллельно:

async fn learn_and_sing() {
    // Wait until the song has been learned before singing it.
    // We use `.await` here rather than `block_on` to prevent blocking the
    // thread, which makes it possible to `dance` at the same time.
    let song = learn_song().await;
    sing_song(song).await;
}

async fn async_main() {
    let f1 = learn_and_sing();
    let f2 = dance();

    // `join!` is like `.await` but can wait for multiple futures concurrently.
    // If we're temporarily blocked in the `learn_and_sing` future, the `dance`
    // future will take over the current thread. If `dance` becomes blocked,
    // `learn_and_sing` can take back over. If both futures are blocked, then
    // `async_main` is blocked and will yield to the executor.
    futures::join!(f1, f2);
}

fn main() {
    block_on(async_main());
}

В этом примере, разучивание песни должно быть завершено до пения, но разучивание и пение могут завершиться одновременно с танцем. Если бы мы использовали block_on(learn_song()) вместо learn_song().await внутри learn_and_sing, поток не смог бы делать ничего другого, пока работает learn_song. Из-за этого мы одновременно с этим не можем танцевать. С помощью ожидания .await футурыlearn_song, мы разрешаем другим задачам захватить текущий поток исполнения, пока learn_song заблокирована. Это даёт возможность запускать нескольких футур в одном потоке параллельно.