rust-async-patterns
TokioやAsync Traitを活用したRustの非同期プログラミング、エラーハンドリング、並行処理パターンを習得できます。非同期Rustアプリケーションの構築、並行システムの実装、または非同期コードのデバッグ時にご活用ください。
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Master Rust async programming with Tokio, async traits, error handling, and concurrent patterns. Use when building async Rust applications, implementing concurrent systems, or debugging async code.
SKILL.md 本文
Rust Async Patterns
Tokio ランタイム、タスク、チャネル、ストリーム、エラーハンドリングを含む本番環境向けの async Rust プログラミングパターン。
このスキルを使う場合
- async Rust アプリケーションの構築
- 並行ネットワークサービスの実装
- async I/O に Tokio を使用
- async エラーの適切なハンドリング
- async コードの問題をデバッグ
- async パフォーマンスの最適化
コア概念
1. Async 実行モデル
Future (lazy) → poll() → Ready(value) | Pending
↑ ↓
Waker ← Runtime schedules
2. キーとなる抽象化
| 概念 | 目的 |
|---|---|
Future | 後で完了する可能性のある遅延計算 |
async fn | impl Future を返す関数 |
await | Future が完了するまで中断 |
Task | 並行実行中の spawned future |
Runtime | Future をポーリングする実行器 |
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))
}
パターン
パターン 1: 並行タスク実行
use tokio::task::JoinSet;
use anyhow::Result;
// Spawn multiple concurrent tasks
async fn fetch_all_concurrent(urls: Vec<String>) -> Result<Vec<String>> {
let mut set = JoinSet::new();
for url in urls {
set.spawn(async move {
fetch_data(&url).await
});
}
let mut results = Vec::new();
while let Some(res) = set.join_next().await {
match res {
Ok(Ok(data)) => results.push(data),
Ok(Err(e)) => tracing::error!("Task failed: {}", e),
Err(e) => tracing::error!("Join error: {}", e),
}
}
Ok(results)
}
// With concurrency limit
use futures::stream::{self, StreamExt};
async fn fetch_with_limit(urls: Vec<String>, limit: usize) -> Vec<Result<String>> {
stream::iter(urls)
.map(|url| async move { fetch_data(&url).await })
.buffer_unordered(limit) // Max concurrent tasks
.collect()
.await
}
// Select first to complete
use tokio::select;
async fn race_requests(url1: &str, url2: &str) -> Result<String> {
select! {
result = fetch_data(url1) => result,
result = fetch_data(url2) => result,
}
}
パターン 2: 通信用チャネル
use tokio::sync::{mpsc, broadcast, oneshot, watch};
// Multi-producer, single-consumer
async fn mpsc_example() {
let (tx, mut rx) = mpsc::channel::<String>(100);
// Spawn producer
let tx2 = tx.clone();
tokio::spawn(async move {
tx2.send("Hello".to_string()).await.unwrap();
});
// Consume
while let Some(msg) = rx.recv().await {
println!("Got: {}", msg);
}
}
// Broadcast: multi-producer, multi-consumer
async fn broadcast_example() {
let (tx, _) = broadcast::channel::<String>(100);
let mut rx1 = tx.subscribe();
let mut rx2 = tx.subscribe();
tx.send("Event".to_string()).unwrap();
// Both receivers get the message
let _ = rx1.recv().await;
let _ = rx2.recv().await;
}
// Oneshot: single value, single use
async fn oneshot_example() -> String {
let (tx, rx) = oneshot::channel::<String>();
tokio::spawn(async move {
tx.send("Result".to_string()).unwrap();
});
rx.await.unwrap()
}
// Watch: single producer, multi-consumer, latest value
async fn watch_example() {
let (tx, mut rx) = watch::channel("initial".to_string());
tokio::spawn(async move {
loop {
// Wait for changes
rx.changed().await.unwrap();
println!("New value: {}", *rx.borrow());
}
});
tx.send("updated".to_string()).unwrap();
}
パターン 3: Async エラーハンドリング
use anyhow::{Context, Result, bail};
use thiserror::Error;
#[derive(Error, Debug)]
pub enum ServiceError {
#[error("Network error: {0}")]
Network(#[from] reqwest::Error),
#[error("Database error: {0}")]
Database(#[from] sqlx::Error),
#[error("Not found: {0}")]
NotFound(String),
#[error("Timeout after {0:?}")]
Timeout(std::time::Duration),
}
// Using anyhow for application errors
async fn process_request(id: &str) -> Result<Response> {
let data = fetch_data(id)
.await
.context("Failed to fetch data")?;
let parsed = parse_response(&data)
.context("Failed to parse response")?;
Ok(parsed)
}
// Using custom errors for library code
async fn get_user(id: &str) -> Result<User, ServiceError> {
let result = db.query(id).await?;
match result {
Some(user) => Ok(user),
None => Err(ServiceError::NotFound(id.to_string())),
}
}
// Timeout wrapper
use tokio::time::timeout;
async fn with_timeout<T, F>(duration: Duration, future: F) -> Result<T, ServiceError>
where
F: std::future::Future<Output = Result<T, ServiceError>>,
{
timeout(duration, future)
.await
.map_err(|_| ServiceError::Timeout(duration))?
}
パターン 4: グレースフルシャットダウン
use tokio::signal;
use tokio::sync::broadcast;
use tokio_util::sync::CancellationToken;
async fn run_server() -> Result<()> {
// Method 1: CancellationToken
let token = CancellationToken::new();
let token_clone = token.clone();
// Spawn task that respects cancellation
tokio::spawn(async move {
loop {
tokio::select! {
_ = token_clone.cancelled() => {
tracing::info!("Task shutting down");
break;
}
_ = do_work() => {}
}
}
});
// Wait for shutdown signal
signal::ctrl_c().await?;
tracing::info!("Shutdown signal received");
// Cancel all tasks
token.cancel();
// Give tasks time to cleanup
tokio::time::sleep(Duration::from_secs(5)).await;
Ok(())
}
// Method 2: Broadcast channel for shutdown
async fn run_with_broadcast() -> Result<()> {
let (shutdown_tx, _) = broadcast::channel::<()>(1);
let mut rx = shutdown_tx.subscribe();
tokio::spawn(async move {
tokio::select! {
_ = rx.recv() => {
tracing::info!("Received shutdown");
}
_ = async { loop { do_work().await } } => {}
}
});
signal::ctrl_c().await?;
let _ = shutdown_tx.send(());
Ok(())
}
パターン 5: Async トレイト
use async_trait::async_trait;
#[async_trait]
pub trait Repository {
async fn get(&self, id: &str) -> Result<Entity>;
async fn save(&self, entity: &Entity) -> Result<()>;
async fn delete(&self, id: &str) -> Result<()>;
}
pub struct PostgresRepository {
pool: sqlx::PgPool,
}
#[async_trait]
impl Repository for PostgresRepository {
async fn get(&self, id: &str) -> Result<Entity> {
sqlx::query_as!(Entity, "SELECT * FROM entities WHERE id = $1", id)
.fetch_one(&self.pool)
.await
.map_err(Into::into)
}
async fn save(&self, entity: &Entity) -> Result<()> {
sqlx::query!(
"INSERT INTO entities (id, data) VALUES ($1, $2)
ON CONFLICT (id) DO UPDATE SET data = $2",
entity.id,
entity.data
)
.execute(&self.pool)
.await?;
Ok(())
}
async fn delete(&self, id: &str) -> Result<()> {
sqlx::query!("DELETE FROM entities WHERE id = $1", id)
.execute(&self.pool)
.await?;
Ok(())
}
}
// Trait object usage
async fn process(repo: &dyn Repository, id: &str) -> Result<()> {
let entity = repo.get(id).await?;
// Process...
repo.save(&entity).await
}
パターン 6: ストリームと Async イテレーション
use futures::stream::{self, Stream, StreamExt};
use async_stream::stream;
// Create stream from async iterator
fn numbers_stream() -> impl Stream<Item = i32> {
stream! {
for i in 0..10 {
tokio::time::sleep(Duration::from_millis(100)).await;
yield i;
}
}
}
// Process stream
async fn process_stream() {
let stream = numbers_stream();
// Map and filter
let processed: Vec<_> = stream
.filter(|n| futures::future::ready(*n % 2 == 0))
.map(|n| n * 2)
.collect()
.await;
println!("{:?}", processed);
}
// Chunked processing
async fn process_in_chunks() {
let stream = numbers_stream();
let mut chunks = stream.chunks(3);
while let Some(chunk) = chunks.next().await {
println!("Processing chunk: {:?}", chunk);
}
}
// Merge multiple streams
async fn merge_streams() {
let stream1 = numbers_stream();
let stream2 = numbers_stream();
let merged = stream::select(stream1, stream2);
merged
.for_each(|n| async move {
println!("Got: {}", n);
})
.await;
}
パターン 7: リソース管理
use std::sync::Arc;
use tokio::sync::{Mutex, RwLock, Semaphore};
// Shared state with RwLock (prefer for read-heavy)
struct Cache {
data: RwLock<HashMap<String, String>>,
}
impl Cache {
async fn get(&self, key: &str) -> Option<String> {
self.data.read().await.get(key).cloned()
}
async fn set(&self, key: String, value: String) {
self.data.write().await.insert(key, value);
}
}
// Connection pool with semaphore
struct Pool {
semaphore: Semaphore,
connections: Mutex<Vec<Connection>>,
}
impl Pool {
fn new(size: usize) -> Self {
Self {
semaphore: Semaphore::new(size),
connections: Mutex::new((0..size).map(|_| Connection::new()).collect()),
}
}
async fn acquire(&self) -> PooledConnection<'_> {
let permit = self.semaphore.acquire().await.unwrap();
let conn = self.connections.lock().await.pop().unwrap();
PooledConnection { pool: self, conn: Some(conn), _permit: permit }
}
}
struct PooledConnection<'a> {
pool: &'a Pool,
conn: Option<Connection>,
_permit: tokio::sync::SemaphorePermit<'a>,
}
impl Drop for PooledConnection<'_> {
fn drop(&mut self) {
if let Some(conn) = self.conn.take() {
let pool = self.pool;
tokio::spawn(async move {
pool.connections.lock().await.push(conn);
});
}
}
}
デバッグのヒント
// Enable tokio-console for runtime debugging
// Cargo.toml: tokio = { features = ["tracing"] }
// Run: RUSTFLAGS="--cfg tokio_unstable" cargo run
// Then: tokio-console
// Instrument async functions
use tracing::instrument;
#[instrument(skip(pool))]
async fn fetch_user(pool: &PgPool, id: &str) -> Result<User> {
tracing::debug!("Fetching user");
// ...
}
// Track task spawning
let span = tracing::info_span!("worker", id = %worker_id);
tokio::spawn(async move {
// Enters span when polled
}.instrument(span));
ベストプラクティス
すること
tokio::select!を使う - Future のレースに対して- チャネルを優先 - 可能な限り共有状態より優先
JoinSetを使う - 複数タスクの管理に- tracing でインストルメント化 - async コードのデバッグ用
- キャンセルを処理 -
CancellationTokenをチェック
しないこと
- ブロッキングをしない - async で
std::thread::sleepを使わない - await を跨いでロックを保持しない - デッドロックの原因
- 無制限に spawn しない - セマフォで制限する
- エラーを無視しない -
?で伝播させるかログに記録 - Send 制約を忘れない - spawned future 用
ライセンス: MIT(寛容ライセンスのため全文を引用しています) · 原本リポジトリ
詳細情報
- 作者
- wshobson
- リポジトリ
- wshobson/agents
- ライセンス
- MIT
- 最終更新
- 不明
Source: https://github.com/wshobson/agents / ライセンス: MIT
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xxyy-trade
このスキルは、ユーザーが「トークン購入」「トークン売却」「トークンスワップ」「暗号資産取引」「取引ステータス確認」「トランザクション照会」「トークンスキャン」「フィード」「チェーン監視」「トークン照会」「トークン詳細」「トークン安全性確認」「ウォレット一覧表示」「マイウォレット」「AIスキャン」「自動スキャン」「ツイートスキャン」「オンボーディング」「IP確認」「IPホワイトリスト」「トークン発行」「自動売却」「損切り」「利益確定」「トレーリングストップ」「保有者」「トップホルダー」「KOLホルダー」などをリクエストした場合、またはSolana/ETH/BSC/BaseチェーンでXXYYを経由した取引について言及した場合に使用します。XXYY Open APIを通じてオンチェーン取引とデータ照会を実現します。