Rust Web 全栈开发（一）：构建 TCP Server

Rust Web 全栈开发（一）：构建 TCP Server

参考视频：https://www.bilibili.com/video/BV1RP4y1G7KF

标准库的 std::net 模块

std::net 是 Rust 标准库中提供基础、跨平台网络 I/O 功能的核心模块。它主要处理 TCP 和 UDP 协议的通信，提供了同步（阻塞式）的网络操作接口。它是构建网络应用程序的基础，通常用于实现服务器、客户端以及点对点通信。

TCP 通信

TcpStream 代表一个 TCP 连接（客户端或服务器端已建立的连接），提供读写功能。

TcpListener 代表一个 TCP 服务器套接字，绑定到特定地址和端口，监听连接请求。

服务器创建监听套接字，接受来自客户端的连接请求。accept() 返回一个 TcpStream 用于与特定客户端通信。

UDP 通信

UdpSocket 代表一个 UDP 套接字，提供无连接的数据报发送和接收。消息是离散的，不保证顺序、可靠性和到达。

用途：DNS 查询、实时音视频流、游戏状态更新、广播/组播等场景，对延迟敏感但能容忍少量丢包。

地址表示

std::net 提供了表示网络地址的关键类型：IpAddr、Ipv4Addr、Ipv6Addr、SocketAddr，等等。

新建项目

首先用 RustRover 新建一个二进制项目。

修改 Cargo.toml 文件，配置为工作区：

[workspace]

然后再在该目录下新建两个成员包：tcpserver、tcpclient。

cargo new tcpserver
cargo new tcpclient

在工作区内运行 cargo new 会自动将新创建的包添加到工作区内 Cargo.toml 的 [workspace] 定义中的 members 键中，如下所示：

此时，我们可以通过运行 cargo build 来构建工作区。项目目录下的文件应该是这样的：

├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
├── tcpclient
│   ├── Cargo.toml
│   └── src
│       └── main.rs
├── tcpserver
│   ├── Cargo.toml
│   └── src
│       └── main.rs
└── target

更多关于工作区的知识，请参考：Rust 学习笔记：Cargo 工作区

建立连接

打开 tcpserver 成员包下的 main.rs，编写代码：

use std::net::TcpListener;fn main() {let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:3000").unwrap();println!("Running on  port 3000 ...");for stream in listener.incoming() {let stream = stream.unwrap();println!("Connection established!");}
}

程序创建了一个监听套接字 listener，监听本地环回地址的 3000 端口。incoming() 方法返回一个迭代器，方便处理多个连接。stream 是一个 TcpStream，可以用于读写数据。

打开 tcpclient 成员包下的 main.rs，编写代码：

use std::net::TcpStream;fn main() {let stream = TcpStream::connect("localhost:3000").unwrap();
}

程序作为客户端发起连接，连接到本地环回地址的 3000 端口。

在终端中输入命令： cargo run -p tcpserver，运行服务端进行监听。

新建一个终端，在新的终端中输入命令： cargo run -p tcpclient，运行客户端发起连接。

回到服务端，新打印了一条语句：

说明服务端监听到了来自客户端的请求，并成功建立了连接。

客户端发起连接后，main 函数就执行完了。但 incoming() 方法不会只接收一次连接就关闭，所以服务端要用 Ctrl + C 强制终止程序。

收发数据

TcpStream 实现了 io::Write、io::Read 两个 trait。

打开 tcpserver 成员包下的 main.rs，修改代码：

use std::io::{Read, Write};
use std::net::TcpListener;fn main() {let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:3000").unwrap();println!("Running on  port 3000 ...");for stream in listener.incoming() {let mut stream = stream.unwrap();println!("Connection established!");let mut buffer = [0; 1024];stream.read(&mut buffer).unwrap();stream.write(&mut buffer).unwrap();}
}

服务端建立连接后，读取 stream 中接收到的内容，存储在 buffer 中。再将 buffer 通过 stream 发送给客户端。

这种从客户端读取内容，再原封不动发送给相同客户端的服务端，一般称为回声（echo）服务端。

打开 tcpclient 成员包下的 main.rs，修改代码：

use std::io::{Read, Write};
use std::net::TcpStream;fn main() {let mut stream = TcpStream::connect("localhost:3000").unwrap();stream.write("Hello, World!".as_bytes()).unwrap();let mut buffer = [0; 13];stream.read(&mut buffer).unwrap();println!("Response from server: {:?}", str::from_utf8(&buffer).unwrap());
}

客户端发送一个字符串给 localhost:3000，再从 stream 中读取内容，并打印出来。

和上一小节一样，在终端中输入命令： cargo run -p tcpserver，运行服务端进行监听。新建一个终端，在新的终端中输入命令： cargo run -p tcpclient，运行客户端发起连接。

可以看出，服务端监听端口，实现了回声功能。客户端最终接收到了自己发给客户端的信息。