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在 Rust 中,Future
是一个表示异步计算的核心概念。它是一个 trait,表示一个可能尚未完成的计算,最终会产生一个值。Future
允许你在不阻塞当前线程的情况下执行异步操作,通常与 async
和 await
关键字一起使用。
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本题详细解读
Future 的定义
Future
是 Rust 标准库中的一个 trait,定义如下:
pub trait Future { type Output; fn poll(self: Pin<&mut Self>, cx: &mut Context<'_>) -> Poll<Self::Output>; }
Output
:表示Future
完成后返回的值的类型。poll
:用于检查Future
是否已经完成。如果完成,返回Poll::Ready(T)
,否则返回Poll::Pending
。
Future 的工作原理
Future
的核心思想是惰性计算。它不会立即执行,而是在被轮询(poll)时才会执行。poll
方法会检查 Future
是否已经完成,如果没有完成,它会返回 Poll::Pending
,并安排在未来某个时间点再次轮询。
async 和 await
async
和 await
是 Rust 中用于简化异步编程的关键字。async
用于定义一个异步函数或块,它会返回一个 Future
。await
用于等待一个 Future
完成,并获取其结果。
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Future 的执行
Future
本身是惰性的,需要一个执行器(executor)来驱动它的执行。常见的执行器包括 tokio
和 async-std
。执行器会不断地轮询 Future
,直到它完成。
Future 的状态
Future
通常有两种状态:
Pending
:表示Future
尚未完成。Ready
:表示Future
已经完成,并包含一个值。
Future 的组合
多个 Future
可以通过组合器(如 join
、select
等)组合在一起,形成更复杂的异步操作。
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Future 的取消
Future
可以被取消,取消后它将不再执行。取消通常通过丢弃 Future
来实现。
let future = async_task1(); // 取消 future drop(future);
Future 的错误处理
Future
可以返回 Result
类型,用于处理异步操作中的错误。
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