《Rust實戰》是2022年人民郵電出版社出版的圖書，作者是蒂姆·麥克納馬拉。
基本介紹
- 中文名：Rust實戰
- 作者：蒂姆·麥克納馬拉
- 出版時間：2022年9月
- 出版社：人民郵電出版社
- ISBN：9787115591395
- 類別：圖書>計算機/網路>程式設計>其他
- 開本：128 開
- 裝幀：平裝-膠訂
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
本書通過探索多種系統編程概念和技術引入Rust程式語言，在深入探索計算機工作原理的同時，幫助讀者了解Rust的所有權系統、Trait、包管理、錯誤處理、條件編譯等概念，並通過源自現實的示例來幫助讀者了解Rust中的記憶體模型、檔案操作、多執行緒、網路編程等內容。
本書旨在幫助讀者理解如何用Rust進行系統編程，並提供了一些使用Rust編寫代碼的技巧。本書給出了10餘個源自現實的示例，讓讀者不僅能了解Rust語法，還能了解Rust的實際運用。
本書適合所有對Rust感興趣的讀者閱讀。要更好地掌握本書涵蓋的內容，讀者應具備一定的編程經驗，至少應對計算機編程的基本概念有所了解。
圖書目錄
第一部分 Rust語言的特色
第 1章 Rust語言介紹 3
1.1 哪些地方使用了Rust？ 4
1.2 在工作中提倡使用Rust 5
1.3 Rust初體驗 6
1.3.1 直通“Hello, world!” 6
1.3.2 第 一個Rust程式 8
1.4 下載本書原始碼 10
1.5 使用Rust語言的感受如何 10
1.6 Rust語言是什麼？ 13
1.6.1 Rust的目標：安全性 14
1.6.2 Rust的目標：生產力 18
1.6.3 Rust的目標：控制 19
1.7 Rust的主要特點 20
1.7.1 性能 20
1.7.2 並發 21
1.7.3 記憶體使用效率 21
1.8 Rust的缺點 21
1.8.1 循環數據結構 21
1.8.2 編譯速度 22
1.8.3 嚴格 22
1.8.4 語言的大小 22
1.8.5 炒作 22
1.9 TLS安全性問題的研究 22
1.9.1 “心臟出血” 23
1.9.2 跳轉到失敗 23
1.10 Rust適用於哪些領域？ 25
1.10.1 命令行實用程式 25
1.10.2 數據處理 25
1.10.3 擴展應用程式 25
1.10.4 資源受限的環境 26
1.10.5 伺服器端套用 26
1.10.6 桌面應用程式 26
1.10.7 桌面 26
1.10.8 移動端 27
1.10.9 Web 27
1.10.10 系統編程 27
1.11 Rust的隱式特性：它的社區 27
1.12 Rust術語表 28
本章小結 28
第 2章 Rust語言基礎 29
2.1 創建一個可運行的程式 30
2.1.1 編譯單檔案的Rust程式 30
2.1.2 使用cargo編譯Rust項目 31
2.2 初探Rust語法 32
2.3 數字類型 34
2.3.1 整數和浮點數 34
2.3.2 整數的二進制、八進制及十六進制表示法 35
2.3.3 數字的比較運算 36
2.3.4 有理數、複數和其他數字類型 41
2.4 流程控制 43
2.4.1 for循環：疊代的中心支柱 43
2.4.2 continue：跳過本次疊代餘下的部分 45
2.4.3 while：循環，直到循環條件改變了循環的狀態 45
2.4.4 loop：Rust循環結構的基本組件 46
2.4.5 break：立即退出循環 46
2.4.6 if、if else和else：條件測試 47
2.4.7 match：類型感知的模式匹配 48
2.5 定義函式 50
2.6 使用引用 50
2.7 項目：繪製芒德布羅集 51
2.8 高級函式定義 54
2.8.1 顯式生命周期註解 54
2.8.2 泛型函式 55
2.9 創建grep-lite 58
2.10 使用數組、切片和動態數組來創建數據列表 61
2.10.1 數組 61
2.10.2 切片 63
2.10.3 動態數組 63
2.11 包含第三方代碼 65
2.11.1 增加對正則表達式的支持 66
2.11.2 生成包的本地化文檔 67
2.11.3 使用rustup管理Rust工具鏈 68
2.12 命令行參數的支持 68
2.13 從檔案中讀取 70
2.14 從標準輸入中讀取 72
本章小結 73
第3章 複合數據類型 75
3.1 使用普通函式對API進行實驗 76
3.2 使用結構體為檔案建模 77
3.3 使用impl為結構體添加方法 81
3.4 返回錯誤信息 84
3.4.1 修改一個著名的全局變數 85
3.4.2 使用Result作為返回類型 88
3.5 定義並使用枚舉體 91
3.6 使用trait來定義共有的行為 95
3.6.1 創建名為Read的trait 95
3.6.2 為類型實現std::fmt::Display 96
3.7 將類型暴露給外部使用 99
3.8 創建內聯文檔 100
3.8.1 使用rustdoc給單個源檔案生成文檔 101
3.8.2 使用cargo為一個包及其依賴的包生成文檔 101
本章小結 103
第4章 生命周期、所有權和借用 104
4.1 實現一個模擬的立方體衛星地面站 105
4.1.1 遇到第 一個生命周期問題 106
4.1.2 基本類型的特殊行為 109
4.2 本章圖例的說明 110
4.3 所有者是什麼？它有什麼職責？ 111
4.4 所有權是如何移動的？ 112
4.5 解決所有權的問題 114
4.5.1 在不需要完整所有權的地方，使用引用 116
4.5.2 使用更少的長存活期的值 119
4.5.3 在需要完整所有權的地方，複製長存活期的值 124
4.5.4 把數據包裝到特殊的類型中 127
本章小結 129
第二部分 揭開系統編程的神秘面紗
第5章 深入理解數據 133
5.1 位模式和類型 133
5.2 整數的生存範圍 135
5.3 小數的表示形式 139
5.4 浮點數 139
5.4.1 觀察f32的內部 140
5.4.2 分離出符號位 141
5.4.3 分離出指數 142
5.4.4 分離出尾數 143
5.4.5 剖析一個浮點數 145
5.5 定點數格式 147
5.6 從隨機位元組中生成隨機機率 151
5.7 實現一個CPU模擬器以建立函式也是數據的觀念 153
5.7.1 CPU原型1：加法器 153
5.7.2 CPU原型1完整的清單 157
5.7.3 CPU原型2：累加器 159
5.7.4 CPU原型3：調用函式 162
5.7.5 CPU 4：添加額外功能 168
本章小結 168
第6章 記憶體 169
6.1 指針 169
6.2 探索Rust的引用和指針類型 171
6.2.1 Rust中的原始指針 176
6.2.2 Rust指針的生態系統 178
6.2.3 智慧型指針構建塊 180
6.3 為程式提供存儲數據的記憶體 181
6.3.1 棧 181
6.3.2 堆 183
6.3.3 什麼是動態記憶體分配？ 187
6.3.4 分析動態記憶體分配的影響 192
6.4 虛擬記憶體 194
6.4.1 背景 195
6.4.2 第 一步：讓一個進程來掃描它自己的記憶體 196
6.4.3 把虛擬地址翻譯為物理地址 198
6.4.4 第二步：通過作業系統來掃描地址空間 201
6.4.5 第三步：讀取和寫入進程記憶體中的位元組數據 203
本章小結 203
第7章 檔案與存儲 204
7.1 檔案格式是什麼？ 204
7.2 創建你自己的用於存儲數據的檔案格式 206
7.3 實現一個hexdump的克隆 208
7.4 Rust中的檔案操作 211
7.4.1 使用Rust打開一個檔案並控制檔案的模式 211
7.4.2 使用std::fs::Path以一種類型安全的方式與檔案系統進行互動 212
7.5 使用基於日誌結構、僅追加的存儲架構，來實現一個鍵值存儲 213
7.5.1 鍵值模型 213
7.5.2 講解actionkv v1：一個帶有命令行接口的記憶體中的鍵值存儲 214
7.6 Actionkv v1：前端代碼 215
7.7 理解ACTIONKV的核心：LIBACTIONKV包 219
7.7.1 初始化ActionKV結構體 219
7.7.2 處理單條記錄 221
7.7.3 以確定的位元組順序將多位元組二進制數據寫入磁碟 223
7.7.4 使用校驗和來驗證I/O錯誤 225
7.7.5 向已存在的資料庫中插入一個新的鍵值對 227
7.7.6 actionkv的完整清單 228
7.7.7 使用HashMap和BTreeMap來處理鍵和值 232
7.7.8 創建一個HashMap並用值來填充它 234
7.7.9 從HashMap和BTreeMap中來檢索值 235
7.7.10 在HashMap和BTreeMap之間如何選擇 236
7.7.11 給actionkv v2.0添加資料庫索引 237
本章小結 240
第8章 網路 242
8.1 全部的網路體系都在7個分層中 243
8.2 使用reqwest來生成一個HTTP GET請求 245
8.3 trait對象 247
8.3.1 trait對象能做什麼？ 247
8.3.2 trait對象是什麼？ 247
8.3.3 創建一個微型的角色扮演遊戲：rpg項目 248
8.4 TCP 251
8.4.1 連線埠號是什麼？ 252
8.4.2 把主機名轉換為IP位址 252
8.5 以符合工效學的方式處理來自多個包的錯誤 258
8.5.1 問題：無法返回多種錯誤類型 259
8.5.2 通過定義錯誤類型來包裝下游的錯誤 262
8.5.3 使用unwrap()和expect()來“作弊” 267
8.6 MAC地址 268
8.7 使用Rust的枚舉體來實現狀態機 271
8.8 原始TCP 272
8.9 創建一個虛擬網路設備 272
8.10 原始HTTP 273
本章小結 282
第9章 時間與時間保持 283
9.1 背景 284
9.2 時間源 285
9.3 一些相關的術語定義 286
9.4 時間的編碼 287
9.5 clock v0.1.0：教會一個應用程式如何報時 288
9.6 clock v0.1.1：格式化時間戳以符合ISO 8601和電子郵件的標準 289
9.6.1 重構clock v0.1.0的代碼以支持更廣泛的體系結構 290
9.6.2 時間的格式化 291
9.6.3 提供一個完整的命令行接口 291
9.6.4 clock v0.1.1：完整的項目代碼 293
9.7 clock v0.1.2：設定時間 295
9.7.1 相同的行為模式 295
9.7.2 給使用libc的作業系統來設定時間 296
9.7.3 在Windows上設定時間 298
9.7.4 clock v0.1.2：完整的清單 300
9.8 改善錯誤處理 303
9.9 clock v0.1.3：使用NTP來解決時鐘之間的差異 304
9.9.1 傳送NTP請求並解析回響 304
9.9.2 依據伺服器的回響來調整本地時間 306
9.9.3 在使用了不同的精度和紀元的時間表示法之間進行轉換 308
9.9.4 clock v0.1.3：完整的清單 309
本章小結 316
第 10章 進程、執行緒和容器 318
10.1 匿名函式 319
10.2 產生執行緒 320
10.2.1 引入閉包 320
10.2.2 產生一個新執行緒 321
10.2.3 產生幾個執行緒的效果 321
10.2.4 產生很多個執行緒的效果 322
10.2.5 重新生成這些結果 324
10.2.6 共享的變數 328
10.3 閉包與函式的差異 330
10.4 從多執行緒解析器和代碼生成器中程式化地生成頭像 331
10.4.1 如何運行render-hex以及預期的輸出 331
10.4.2 單執行緒版本render-hex的概要介紹 333
10.4.3 為每個邏輯上的任務產生一個執行緒 341
10.4.4 使用執行緒池和任務佇列 343
10.5 並發與任務虛擬化 350
10.5.1 執行緒 352
10.5.2 上下文切換是什麼？ 352
10.5.3 進程 353
10.5.4 WebAssembly 353
10.5.5 容器 353
10.5.6 為什麼要使用作業系統呢？ 354
本章小結 354
第 11章 核心 355
11.1 初級作業系統（FledgeOS） 355
11.1.1 搭建開發環境，用於開發作業系統核心 355
11.1.2 驗證開發環境 357
11.2 Fledgeos-0：先讓一些東西能運行起來 358
11.2.1 第 一次引導啟動 358
11.2.2 編譯的步驟 359
11.2.3 源清單 360
11.2.4 處理panic 364
11.2.5 使用VGA兼容的文本模式寫入螢幕 365
11.2.6 _start()：FledgeOS的main()函式 366
11.3 fledgeos-1：避免使用忙循環 367
11.3.1 通過直接與CPU互動來降低功耗 367
11.3.2 fledgeos-1的原始碼 368
11.4 fledgeos-2：自定義異常處理 369
11.4.1 幾乎可以正確地處理異常 369
11.4.2 fledgeos-2的原始碼 369
11.5 fledgeos-3：文本的輸出 370
11.5.1 把彩色的文本輸出到螢幕 371
11.5.2 控制枚舉體的記憶體表示形式 371
11.5.3 為何要使用枚舉體？ 372
11.5.4 創建出一個類型，能夠用來輸出到VGA的幀緩衝區 372
11.5.5 輸出到螢幕 373
11.5.6 fledgeos-3的原始碼 373
11.6 fledgeos-4：自定義恐慌處理 375
11.6.1 實現一個恐慌處理程式，能夠向用戶報告錯誤 375
11.6.2 使用core::fmt::Write來重新實現panic() 376
11.6.3 實現core::fmt::Write 376
11.6.4 fledgeos-4的原始碼 377
本章小結 379
第 12章 信號、中斷和異常 380
12.1 術語表 380
12.2 中斷是如何影回響用程式的？ 383
12.3 軟體中斷 384
12.4 硬體中斷 385
12.5 信號處理 386
12.5.1 默認的行為 386
12.5.2 用來暫停和恢復一個程式的操作 386
12.5.3 列出作業系統支持的所有信號 389
12.6 使用自定義的行為來處理信號 389
12.6.1 在Rust中使用全局變數 390
12.6.2 使用全局變數來指示已經啟動了關機 392
12.7 傳送由應用程式定義的信號 394
12.8 如何忽略信號？ 396
12.9 從深層嵌套的調用棧中關閉程式 397
12.9.1 sjlj項目的介紹 399
12.9.2 在程式中設定固有函式 399
12.9.3 把指針轉換成其他類型 401
12.9.4 編譯sjlj項目 402
12.9.5 sjlj項目的原始碼 403
12.10 將這些技術套用於不支持信號的平台的說明 406
12.11 修訂異常 406
本章小結 406
作者簡介
蒂姆·麥克納馬拉（Tim McNamara），是文本挖掘、自然語言處理和數據工程等領域的專家。他是Rust Wellington（紐西蘭Rust開發者活動）的組織者，並且定期通過社交網站主持Rust編程教學。
