异步函数 (Asynchronous functions)

到目前为止你写的所有函数和方法都是急切 (eager) 的。
你不调用它们就什么也不会发生。但一旦调用，它们会运行直到完成：把所有工作做完，然后返回输出。

有时这并不理想。
例如，如果你写一个 HTTP 服务器，可能会有大量的等待 (waiting)：等待请求体到达、等待数据库响应、等待下游服务回复，等等。

要是你能在等待的同时做别的事呢？
要是你能在某个计算进行到一半时选择放弃呢？
要是你能选择把另一个任务的优先级置于当前任务之上呢？

这就轮到异步函数 (asynchronous functions) 上场了。

`async fn`

你用 async 关键字定义异步函数：

use tokio::net::TcpListener;

// 这个函数是异步的
async fn bind_random() -> TcpListener {
    // [...]
}

如果你像调用普通函数一样调用 bind_random 会怎样？

fn run() {
    // 调用 `bind_random`
    let listener = bind_random();
    // 接下来呢？
}

什么也不会发生！
Rust 在你调用 bind_random 时不会开始执行它，也不会作为后台任务启动它（你可能基于其他语言的经验会这么期待）。 Rust 中的异步函数是惰性 (lazy) 的：你不显式要求它们做事，它们就什么也不做。用 Rust 的术语说，bind_random 返回一个未来体 (future)，一种表示可能稍后完成的计算的类型。它们叫 future 是因为它们实现了 Future 特质——本章稍后会详细讲解的接口。

`.await`

要让异步函数执行任务，最常见的方式是使用 .await 关键字：

use tokio::net::TcpListener;

async fn bind_random() -> TcpListener {
    // [...]
}

async fn run() {
    // 调用 `bind_random` 并等待它完成
    let listener = bind_random().await;
    // 现在 `listener` 就绪
}

.await 直到异步函数运行完成（例如上面例子里 TcpListener 创建完成）才把控制权交还给调用方。

运行时 (Runtimes)

如果你感到困惑，那是合理的！
我们刚说异步函数的好处是它们不会一次把所有工作做完。然后我们又引入了 .await，它直到异步函数运行完成才返回。难道不是把我们想解决的问题又引回来了吗？这有什么意义？

并非如此！调用 .await 时幕后发生了很多事！
你正把控制权让给一个异步运行时 (async runtime)，也叫异步执行器 (async executor)。执行器是魔法发生的地方：它负责管理你所有正在进行的异步任务 (tasks)。具体来说，它在两个目标之间取得平衡：

推进 (Progress)：确保任务在能推进时尽量推进。
效率 (Efficiency)：如果一个任务在等待某事，确保另一个任务能在此期间运行，充分利用可用资源。

没有默认运行时 (No default runtime)

Rust 在异步编程的方式上相当独特：没有默认运行时。标准库不附带运行时。你需要自己带一个！

大多数情况下，你会从生态中现有的选项中选一个。有些运行时被设计为通用，是大多数应用的稳妥选择。 tokio 和 async-std 属于这一类。还有些运行时为特定场景做了优化——例如嵌入式系统的 embassy。

整门课程我们都依赖 tokio，它是 Rust 中通用异步编程最流行的运行时。

`#[tokio::main]`

你可执行文件的入口点 main 函数必须是同步函数。你应当在它里面设置并启动你选的异步运行时。

大多数运行时提供宏来简化这个工作。tokio 的是 tokio::main：

#[tokio::main]
async fn main() {
    // 这里写你的异步代码
}

它会展开为：

fn main() {
    let rt = tokio::runtime::Runtime::new().unwrap();
    rt.block_on(
        // 这里写你的异步函数
        // [...]
    );
}

`#[tokio::test]`

测试也一样：必须是同步函数。
每个测试函数在其自己的线程中运行，如果你需要在测试中执行异步代码，需要自己设置并启动异步运行时。
tokio 提供了 #[tokio::test] 宏来简化这件事：

#[tokio::test]
async fn my_test() {
    // 这里写你的异步测试代码
}

原文链接：英文原文

100 Exercises To Learn Rust

异步函数 (Asynchronous functions)

async fn

.await