rust-async-patterns

Rust 非同期パターン

Tokio ランタイムを使用した非同期 Rust プログラミングの実運用パターン。タスク、チャネル、ストリーム、エラーハンドリングを含みます。

このスキルを使用する場面

• 非同期 Rust アプリケーションを構築する場合
• 並行ネットワークサービスを実装する場合
• 非同期 I/O に Tokio を使用する場合
• 非同期エラーを適切に処理する場合
• 非同期コードの問題をデバッグする場合
• 非同期パフォーマンスを最適化する場合

中核となる概念

1. 非同期実行モデル

Future (lazy) → poll() → Ready(value) | Pending
                ↑           ↓
              Waker ← Runtime schedules

2. 主要な抽象化

概念	目的
Future	後で完了する可能性がある遅延計算
async fn	impl Future を返す関数
await	future が完了するまで中断する
Task	並行して実行されるスポーン済みの future
Runtime	future をポーリングするエグゼキュータ

クイックスタート

# Cargo.toml
[dependencies]
tokio = { version = "1", features = ["full"] }
futures = "0.3"
async-trait = "0.1"
anyhow = "1.0"
tracing = "0.1"
tracing-subscriber = "0.3"

use tokio::time::{sleep, Duration};
use anyhow::Result;

#[tokio::main]
async fn main() -> Result<()> {
    // Initialize tracing
    tracing_subscriber::fmt::init();

    // Async operations
    let result = fetch_data("https://api.example.com").await?;
    println!("Got: {}", result);

    Ok(())
}

async fn fetch_data(url: &str) -> Result<String> {
    // Simulated async operation
    sleep(Duration::from_millis(100)).await;
    Ok(format!("Data from {}", url))
}

詳細なパターンと実例

詳細なパターンのドキュメントは references/details.md にあります。上記のナビゲーション階層では不十分な場合は、そのファイルを読んでください。

ベストプラクティス

やるべきこと

• tokio::select! を使用する - future を競合させる場合
• チャネルを優先する - 可能な場合は共有状態よりも
• JoinSet を使用する - 複数のタスクを管理する場合
• tracing でインストルメントする - 非同期コードをデバッグする場合
• キャンセルを処理する - CancellationToken を確認する

やってはいけないこと

• ブロックしない - 非同期で std::thread::sleep を決して使用しない
• await をまたいでロックを保持しない - デッドロックを引き起こす
• 無制限にスポーンしない - 制限にはセマフォを使用する
• エラーを無視しない - ? で伝播するかログに記録する
• Send 境界を忘れない - スポーンされた future のために