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听 GPT 讲 Rust Tokio 源代码 (6)

作者:fliter
  • 2024-02-08
    山东
  • 本文字数:19522 字

    阅读完需:约 64 分钟


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File: tokio/tokio/src/io/util/shutdown.rs

在 tokio 源代码中,tokio/src/io/util/shutdown.rs 文件的作用是提供了一种优雅的方式来关闭异步 I/O 操作。


该文件中的Shutdown<'a>结构体定义了一个包装关于AsyncReadAsyncWrite的流并且将其关闭的实现。它提供了以下主要功能:


  1. Shutdown结构体实现了AsyncReadAsyncWrite trait,从而可以对实现了这些 trait 的类型进行关闭操作。

  2. Shutdown::new()方法用于创建一个新的Shutdown实例,接受一个&'a mut T参数,其中T是要关闭的AsyncReadAsyncWrite的实例。

  3. Shutdown::poll_shutdown()方法用于触发关闭操作。它会首先将底层的 I/O 流进行poll_flush()操作,以确保所有缓冲数据都被写入。然后,它会调用底层AsyncReadAsyncWritepoll_close()方法,来关闭底层流。该方法返回Poll::Ready(Ok(()))表示关闭操作已成功完成。


另外,Shutdown<'a>结构体还与其他结构体和 trait 进行了交互,其中一些重要的结构体包括:


  1. &'a mut T:表示底层的AsyncReadAsyncWrite的实例。通过Shutdown::new()方法传递给Shutdown实例。

  2. State<T>:表示关闭操作的状态。存储了底层流的引用,以及一个Flush<T>实例,负责执行刷新操作的状态。State结构体实现了Future trait。

  3. Flush<T>:表示刷新操作的状态。存储了底层流的引用。该结构体实现了Future trait。


这些结构体的相互作用和实现方式,提供了一种优雅的方式来关闭异步 I/O 操作,并确保在关闭前已刷新所有数据。

File: tokio/tokio/src/io/util/read_until.rs

在 tokio 的源代码中,tokio/src/io/util/read_until.rs文件是用于读取数据直到遇到指定分隔符的操作。该文件是 tokio 库中实现了ReadUntil trait 的具体实现。


ReadUntil trait 是 tokio 库中的一个异步读取数据的 trait,它定义了read_until方法,该方法用于从实现了AsyncRead trait 的类型中异步读取数据,并在遇到指定的分隔符时停止读取。


ReadUntil trait 的具体实现位于ReadUntil struct 中。ReadUntil struct 定义了一个异步 read_until 方法,该方法接受一个实现了AsyncRead trait 的类型和一个 u8 类型的分隔符作为参数,返回一个包含读取数据的 future。


IntoInner结构体是一个为ReadUntil结构体定义的辅助结构体。它负责将ReadUntil包装的AsyncRead类型恢复为原始类型。


ReadUntil<'a, R>是一个异步读取数据的包装器,其中'a代表的是它的生命周期参数。它实现了AsyncRead trait,可以用于在 tokio 运行时中进行异步读取数据操作。一般情况下,需要将要读取的数据和一个分隔符传递给ReadUntil结构体的构造函数,然后使用AsyncRead trait 提供的方法进行异步读取。

File: tokio/tokio/src/io/util/write_vectored.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/write_vectored.rs 文件的作用是提供了一个用于Write trait 的辅助结构WriteVectored,用于对多个向量进行写入操作。


在这个文件中,有以下几个相关的结构体:


  1. WriteVectored<'a, W: ?Sized>

  2. 该结构体在实现了Write trait 的类型上提供了对向量写入的功能。

  3. 'a是一个生命周期参数,表示其引用的数据的生命周期。

  4. W: ?Sized表示泛型类型参数W可以是任意大小的类型。

  5. WriteVectored<'a, W: ?Sized>::buffer

  6. 这是一个简单的封装类型,用于表示向量写入的缓冲区。

  7. WriteVectored<'a, W: ?Sized>::_Marker

  8. 这是一个私有的标记类型,用于辅助泛型编程。


这个文件的主要作用是为了提供一种高效的方式来在实现了Write trait 的类型上执行向量写入操作。在编写高性能的 IO 操作时,使用向量写入可以避免对数据的多次复制,提高写入操作的效率。


基于WriteVectored结构体的原理,tokio 库能够通过不同的底层实现来透明地提供向量写入功能。这种设计使得 tokio 用户能够方便地利用底层的向量写入接口来提高 IO 操作的性能。


总结:在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/write_vectored.rs 文件提供了一个用于Write trait 的辅助结构WriteVectored,用于实现向量写入操作。这个结构体允许用户在实现了Write trait 的类型上高效地进行向量写入,提高 IO 操作的性能。

File: tokio/tokio/src/io/util/copy_bidirectional.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/copy_bidirectional.rs 这个文件的作用是实现了一个双向拷贝的工具函数。它允许将数据从一个源(Read)流复制到一个目标(Write)流,并且同时将数据从目标流复制回源流。


该文件中的主要结构是 CopyBidirectional,它是一个实现了 Future trait 的结构。CopyBidirectional 包含了源(Read)流和目标(Write)流的句柄,以及一些内部状态和配置。


在 CopyBidirectional 实现中,流的拷贝是通过一个无限循环来实现的。每个循环迭代,它会首先试图从源流读取数据,并将读取的数据写入目标流。然后再试图从目标流读取数据,并将读取的数据写回源流。这样就实现了双向的数据流动。如果读取或写入操作遇到阻塞,CopyBidirectional 就会暂停并等待。一旦读取和写入操作都完成,CopyBidirectional 就可以顺利的继续下一个循环迭代。


TransferState 是一个枚举类型,它定义了拷贝状态的几个可能取值。这些状态是:


  • AwaitingTransfer:表示拷贝操作正在等待进行,还没有开始。

  • Reading:表示正在从源流读取数据。

  • Writing:表示正在将数据写入目标流。

  • Done:表示拷贝操作已经完成。


通过使用 TransferState,CopyBidirectional 能够跟踪和管理拷贝的状态,以便在每个循环迭代中正确地处理读取和写入操作,并正确地转换状态。


总之,tokio/tokio/src/io/util/copy_bidirectional.rs 这个文件实现了一个双向拷贝的工具函数,通过无限循环将数据从源流复制到目标流,并且同时将数据从目标流复制回源流。TransferState 枚举类型用于追踪和管理拷贝的状态。

File: tokio/tokio/src/io/util/async_read_ext.rs

在 Tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/async_read_ext.rs这个文件的作用是提供了一组扩展方法(extension methods),用于对实现了AsyncRead trait 的类型进行扩展。


AsyncReadExt这个 trait 是 Tokio 提供的扩展 trait 之一,它定义了一些可以在异步读取操作上使用的扩展方法。这些方法提供了各种读取和处理数据的功能,使得在异步环境下更加方便。


具体来说,AsyncReadExt这个 trait 提供了以下方法:


  1. read方法:用于从AsyncRead类型中读取数据并存储到指定的缓冲区中。

  2. read_exact方法:从AsyncRead类型中读取指定数量的数据,并确保读取到指定数量的数据才返回。

  3. peek方法:预览AsyncRead类型中的数据,但不会移动读取指针。

  4. read_to_end方法:连续读取AsyncRead类型中所有的数据并存储到指定的缓冲区中。

  5. read_to_string方法:连续读取AsyncRead类型中的数据并存储为字符串。

  6. take方法:创建一个新的AsyncRead类型,其读取操作被限制在指定的字节数范围内。

  7. read_buf方法:从AsyncRead类型中读取数据并存储到指定的缓冲区中,使用了Buf trait 来避免了临时的中间缓冲区分配。


通过使用这些扩展方法,开发者可以在异步环境中更加方便地进行读取操作,而无需手动编写复杂的异步读取逻辑。


除了AsyncReadExt,Tokio 还提供了其他一些类似的扩展 trait,如AsyncWriteExtAsyncBufReadExt等,它们提供了类似的功能,但用于扩展不同的操作类型。这些扩展 trait 旨在简化使用 Tokio 进行异步编程的过程,并提供更高级别的抽象来处理底层的异步操作。

File: tokio/tokio/src/io/util/repeat.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/repeat.rs文件用于创建可重复发送数据的工具。该文件定义了一个名为Repeat的结构体、一个名为RepeatForever的结构体以及一些与其相关的 Trait 和实现。


Repeat结构体是一个包装器,它接收一个初始数据,并可以重复地返回该数据的拷贝。通过实现Read trait,它可以被用作Read trait 的实现,从而可以像读取文件一样读取重复数据。


RepeatForever结构体是Repeat结构体的无限重复版本。它不仅可以重复返回初始数据,还可以无限地返回该数据的拷贝。同样,它也实现了Read trait。


这两个结构体提供了一种方便的方式来生成可重复的数据流。可以使用这些结构体来模拟重复的输入、生成重复的测试数据等等。而Read trait 的实现使得这些结构体可以在 tokio 的异步上下文中被使用,例如在网络编程中。


此外,tokio/tokio/src/io/util/repeat.rs文件还定义了与Repeat结构体相关的一些 Trait 和实现,包括TypedRead trait、ReadableBytes struct 以及一些辅助函数。这些 Trait 和实现为Repeat结构体提供了一些额外的功能,使其更加灵活和方便使用。

File: tokio/tokio/src/io/util/write.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/write.rs 文件的作用是提供了一些实用的函数和类型,用于对 Write trait 进行扩展。


该文件中定义了一些类型和函数,以便更方便地对 Write trait 进行操作和扩展。以下是该文件中定义的一些重要的类型和函数的介绍:


  1. Write<'a> 结构体:该结构体是一个对 Write trait 的封装,在实现 Write trait 的类型上提供了一些额外的功能。它包含了一个对实现了 Write trait 的类型的引用,并实现了 Write trait。通过这个结构体,可以方便地对 Write trait 进行扩展和增强。

  2. write_all<'a, W, B> 函数:该函数接收一个实现了 Write trait 的类型和一个字节缓冲区(可以是 &[u8]或 &[&[u8]]类型),并将缓冲区的所有字节写入到 Write trait 的实现类型中。该函数会一直阻塞,直到将所有字节写入完成或发生错误。

  3. write_all_vectored<'a, W, I, B> 函数:该函数与write_all函数类似,但是接受的是一个迭代器,其中的每个元素是一个字节缓冲区(可以是 &[u8]或 &[&[u8]]类型)。该函数会一直阻塞,直到将迭代器中的所有字节写入完成或发生错误。

  4. write_buf<'a, W, B> 函数:该函数接收一个实现了 Write trait 的类型和一个字节缓冲区(可以是 &[u8]或 &[&[u8]]类型),并将缓冲区的所有字节写入到 Write trait 的实现类型中。与write_all函数不同的是,该函数会尽量将所有字节写入,但不一定会一次性写入完成。


总结来说,tokio/tokio/src/io/util/write.rs 文件提供了一些实用的函数和类型,用于对 Write trait 进行扩展和处理,使得对数据的写入变得更加方便和高效。Write<'a> 结构体是对 Write trait 的封装,并提供了一些额外的功能。write_allwrite_all_vectored函数用于将字节缓冲区中的所有内容写入到 Write trait 的实现类型中,而write_buf函数则是尽量将字节缓冲区的内容写入到 Write trait 的实现类型中。

File: tokio/tokio/src/io/util/async_buf_read_ext.rs

在 Tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/async_buf_read_ext.rs文件是扩展异步缓冲区读取的工具。它提供了一个AsyncBufReadExt trait,用于为实现了AsyncBufRead trait 的类型添加一些方便的方法。


AsyncBufReadExt trait 的作用如下:


  1. read_until方法:该方法读取缓冲区直到遇到给定的分隔符(以字节形式表示),并将读取的内容写入到给定的缓冲区&mut [u8]中。这个方法返回一个Future,在读取到分隔符或者达到缓冲区的末尾时会完成。

  2. read_line方法:该方法与read_until类似,但是它读取直到遇到换行符,并将读取的内容写入到给定的缓冲区&mut String中。

  3. read_u8read_i8read_u16read_i16等方法:这些方法分别用于读取不同类型的整数值,并将读取的结果作为一个Future返回。


这些扩展方法提供了一种更方便的方式来在异步环境中进行缓冲区读取操作。通过使用AsyncBufReadExt trait,我们可以轻松地对异步缓冲区进行读取,而不需要手动编写底层的异步逻辑。

File: tokio/tokio/src/io/util/write_int.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/write_int.rs 文件的作用是提供一个用于将整数类型写入字节缓冲区的工具函数。


该文件中定义了一个 trait WriteInt,该 trait 为整数类型(包括 u8、u16、u32、u64、i8、i16、i32、i64)实现了一个名为 write_int 的方法,该方法将整数类型写入一个可变的字节 slic,并返回写入的字节数。此外,还定义了一些辅助函数来实现整数的写入。


关于名称为 $name<W>的几个 struct,它们分别是:


  1. WriteIntBE<W>: 这个 struct 为给定的字节 slic 实现了 WriteInt trait 的 big-endian(BE)版本,其 write_int 方法将整数以 big-endian 的方式写入字节 slic。

  2. WriteIntLE<W>: 这个 struct 为给定的字节 slic 实现了 WriteInt trait 的 little-endian(LE)版本,其 write_int 方法将整数以 little-endian 的方式写入字节 slic。

  3. WriteIntN<W>: 这个 struct 为给定的字节 slic 实现了 WriteInt trait 的特定字节大小(N)的版本,其 write_int 方法将特定字节大小的整数写入字节 slic。


这些 struct 的目的是为不同的字节顺序(big-endian 和 little-endian)以及字节大小提供方便的整数写入功能。通过使用这些 struct,可以根据需要选择适当的结构来实现整数的写入操作。

File: tokio/tokio/src/io/util/mem.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/mem.rs 这个文件的作用是提供一些内存相关的实用函数和结构体。


该文件包含以下几个结构体:


  1. DuplexStream:一个双向流的结构体,它组合了两个BytesMut,实现了AsyncReadAsyncWrite trait。通过使用该结构体,可以在 tokio 中同时读取和写入字节,实现全双工通信。

  2. Pipe:一个管道结构体,它包装了一个BytesMut的缓冲区作为输入,以及一个用于写入的BytesMut缓冲区。管道可以从输入缓冲区中读取数据,并将其写入到输出缓冲区中。这个结构体可以用于在 tokio 中处理数据流,例如在异步任务之间传递数据。


这些结构体和实用函数是为了简化内存操作和数据流处理而设计的。通过使用这些结构体,tokio 可以更方便地处理内存数据,同时实现高效的异步 IO 操作。

File: tokio/tokio/src/io/util/copy.rs

tokio/tokio/src/io/util/copy.rs 是 Tokio 库中的一个文件,用于实现输入/输出操作的数据拷贝。


在该文件中,主要定义了两个结构体:CopyBuffer 和 Copy。


CopyBuffer 结构体是一个用于存储数据缓冲区的结构体。它包含了一个可变的字节数组 buffer,用于存储待拷贝的数据,以及当前缓冲区已经使用的字节长度 length。CopyBuffer 结构体还定义了一些方法,用于从输入源中读取数据并将其存储到缓冲区中。


Copy 结构体是一个泛型结构体,它是实现数据拷贝操作的主要结构体。它包含了一个输入源 input 和一个输出目标 output,分别用于指定数据的源和目的地。Copy 结构体还定义了一些方法,用于执行数据拷贝操作。其中最重要的方法是 copy_buf,它在输入源和输出目标上调用 CopyBuffer 结构体定义的方法,实现数据的拷贝。


通过使用 Copy 结构体,可以方便地实现异步数据拷贝操作。该文件在 Tokio 库的实现中被广泛使用,以提供高效和可靠的数据拷贝功能。

File: tokio/tokio/src/io/util/read_exact.rs

在 Tokio 的源代码中,tokio/tokio/src/io/util/read_exact.rs 这个文件的作用是提供一个读取指定长度字节的辅助函数。


具体而言,该文件定义了一个名为ReadExact的结构体,它实现了 Read 特性(trait)。这个结构体提供了一个辅助方法read_exact,用于从给定的异步读取器(AsyncRead 实现)中读取指定长度的字节。如果读取不满指定长度,则返回错误;如果读取成功则返回读取的字节。


ReadExact结构体有以下几个重要的成员:


  1. reader:一个引用,表示要从中读取数据的异步读取器(AsyncRead 实现)。

  2. buf:一个可变的字节缓冲区,用于接收读取的数据。

  3. pos:一个记录已读取字节数的计数器。


除了ReadExact结构体,还有一个名为ReadExactFuture的结构体,它实现了 Future 特性。该结构体表示了一个异步操作,用于实际执行读取指定长度字节的操作。


ReadExactFuture结构体有以下几个重要的成员:


  1. state:一个枚举类型(State),表示异步操作的状态。包括:未开始(Uninitialized)、正在读取(Reading)和已完成(Finished)。

  2. reader:一个 Option,表示要从中读取数据的异步读取器(AsyncRead 实现)。

  3. amt:一个可变的 usize 类型,记录已读取的字节数。

  4. buf:一个可变的字节缓冲区,用于接收读取的数据。


ReadExact结构体的read_exact方法使用了异步 IO 的特性,并且内部使用了ReadExactFuture结构体来执行异步操作。具体而言,它首先检查缓冲区是否有足够的剩余空间存储指定长度的字节,如果不够,则返回错误。然后,它调用ReadExactFuturepoll方法执行异步读取操作,直到读取指定长度的字节或者出现错误。


以上就是 tokio/tokio/src/io/util/read_exact.rs 文件的作用以及ReadExactReadExactFuture结构体的作用。这些组件提供了一个方便的方式来进行异步读取,并且保证读取的字节数满足特定的要求。

File: tokio/tokio/src/io/util/buf_writer.rs

tokio/tokio/src/io/util/buf_writer.rs 文件实现了一个用于缓冲写入操作的 BufWriter 结构体。它提供了一个包装器,可以将底层的写入器 W 转换为具备缓冲功能的写入器。


BufWriter<W>是一个泛型结构体,代表了一个可写的缓冲写入器。它有一个成员变量 writer,用于保存底层的写入器 W。BufWriter 提供了一系列方法来写入数据,例如 write、write_buf 等。


BufWriter 内部使用了一个缓冲区,通过一次性写入大块数据而不是每次写入一个字节来提高性能。当写入数据时,BufWriter 会将数据缓存在内存中,直到缓冲区满了或者调用 flush 方法时才会将缓冲区中的数据写入到底层的写入器。


SeekState 是一个枚举类型,用于表示撤销 seek 操作时的状态。它有以下几个成员:


  • Unseekable:表示无法撤销的 seek 操作。

  • Cached:表示缓存的写入位置。

  • Unflushed:表示未刷新的写入位置。

  • Errored:表示发生了错误。


这些状态主要在 seek 操作中使用,用于撤销或回滚 seek 操作并恢复之前的写入状态。通过保存写入位置的状态,可以确保写入操作的正确性和一致性。


综上所述,BufWriter 结构体提供了缓冲写入功能,通过将底层的写入器 W 包装在其中,可以提高写入性能。SeekState 枚举用于处理 seek 操作的状态,确保写入操作的正确性。

File: tokio/tokio/src/io/util/async_write_ext.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/async_write_ext.rs 文件的作用是为异步写操作提供扩展功能。它定义了一个名为 AsyncWriteExt 的 trait,该 trait 为类型实现了一些扩展方法,使其能够更方便地进行异步写入。


AsyncWriteExt trait 中定义了多个方法,以下是其中一些方法的作用:


  1. poll_write: 这个方法用于异步写操作。它接受一个字节切片作为参数,并将其写入到底层的 AsyncWrite 实例中。它返回一个Poll<Result<usize, Error>>,代表写入操作的状态和结果。如果写入成功,返回的结果是写入的字节数,如果写入暂时不可行,返回的结果是Poll::Pending

  2. poll_write_vectored: 这个方法与上面的poll_write类似,不同之处在于它接受的参数是一个字节块切片而不是单独的字节切片。这对于同时写入多个连续的字节块很有用。

  3. poll_write_all: 这个方法用于保证将提供的字节完全写入底层的 AsyncWrite 实例中。它会持续尝试写入,直到所有的字节都被写入或发生了错误。

  4. poll_flush: 这个方法用于异步刷新底层的 AsyncWrite 实例。它确保写入缓冲区中的所有数据都被写入到底层的存储设备中。

  5. poll_shutdown: 这个方法用于异步关闭底层的 AsyncWrite 实例。它通常在写入操作完成后调用,用于指示写入操作的结束。


AsyncWriteExt trait 还定义了其他一些方法,如write_bufwrite_u8write_all等,它们提供了更多的写入操作选项。通过实现 AsyncWriteExt trait,类型可以获得这些额外的写入功能,从而更轻松地进行异步写入操作。

File: tokio/tokio/src/io/util/write_all.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/write_all.rs 文件的作用是提供异步写入操作的工具函数。


该文件定义了一个名为WriteAll的 struct,表示一个异步写入操作的 Future。它实现了Future trait,并持有一个实现了AsyncWrite trait 的类型和一个可写入的 buffer。当该 Future 被 poll 时,它将异步地写入 buffer,并返回写入的字节数。


WriteAll struct 还定义了三个嵌套的 struct:WriteAll<'a, W: AsyncWrite, Ws: AsMut<[u8]> + 'a>WriteAllMut<'a, W: AsyncWrite, Ws: ?Sized + AsMut<[u8]> + 'a>WriteAllRef<'a, W: AsyncWrite, Ws: ?Sized + 'a>


  • WriteAll<'a, W, Ws>:这是最通用的写入类型。它接受一个 AsyncWrite trait 对象和一个 buffer,将 buffer 的数据异步地写入到 writer 中,并返回写入的字节数。

  • WriteAllMut<'a, W, Ws>:这个 struct 是对WriteAll的细化,它接受的 buffer 类型是可变的,意味着数据可以从 buffer 中写出。

  • WriteAllRef<'a, W, Ws>:这个 struct 是对WriteAll的细化,它接受的 buffer 类型是不可变的,意味着数据只能从 buffer 中读取。


这些 struct 允许在不同的场景下使用不同类型的 buffer,以提供更灵活的写入操作。

File: tokio/tokio/src/io/util/read_to_end.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/read_to_end.rs 文件的作用是提供了一个辅助函数,用于从一个实现了 Read trait 的类型中读取所有的字节,并将其存储在一个向量中。


文件中定义了一个名为ReadToEnd<'a, R: ?Sized>的结构体,用于表示一个异步读取到末尾的操作。该结构体的<'a, R: ?Sized>泛型参数指定了具体类型 R,其中 R 必须实现了 Read trait。这个结构体包含了一个对实现了 Read trait 的 R 类型的引用,以及一个向量用于存储读取的字节。


ReadToEnd结构体还实现了Future trait,因此可以使用await关键字在异步上下文中等待该操作的完成。


在使用ReadToEnd时,需要先创建一个实现了 Read trait 的类型的实例,并将其作为参数传递给ReadToEnd结构体的构造函数。然后,可以使用ReadToEnd类型的实例调用await方法来异步读取所有的字节,并将其存储在向量中。读取操作完成后,可以通过访问向量来获取读取到的字节。


总结起来,tokio/tokio/src/io/util/read_to_end.rs 文件的作用是提供了一个辅助函数和结构体,用于从一个实现了 Read trait 的类型中异步读取到末尾的操作,并将读取的字节存储在向量中。

File: tokio/tokio/src/io/util/write_buf.rs

在 tokio 的源代码中,tokio/tokio/src/io/util/write_buf.rs 文件的作用是提供了一个可变的缓冲区(buffer),用于保存需要写入到 IO 数据流中的数据。这个文件中定义了一个名为 WriteBuf 的结构体及其相关实现。


WriteBuf<'a>是一个带有生命周期参数的泛型结构体,表示一个可变的缓冲区。具体来说,它包含了以下字段:


  1. buf: &'a mut [u8]:表示实际的字节数组缓冲区。它的生命周期与 WriteBuf 结构体的生命周期相同,并且是可变的,因此可以修改缓冲区中的数据。

  2. pos: usize:表示当前已写入的字节数。初始值为 0,每次写入数据后会相应地增加。

  3. eof: bool:表示数据流是否已经结束。如果为 true,则不再接受新的数据写入;如果为 false,则仍可继续写入数据。


WriteBuf 结构体实现了一系列方法,用于操作缓冲区和数据的写入。以下是几个主要方法的介绍:


  1. new(buf: &'a mut [u8]) -> WriteBuf<'a>:构造函数,用提供的字节数组创建一个新的 WriteBuf 实例。

  2. advance(&mut self, n: usize):向前移动当前位置,表示有 n 个字节的数据已成功写入缓冲区。

  3. renew(&mut self, buf: &'a mut [u8]):重置 WriteBuf 实例,使其可以使用新的字节数组作为缓冲区,并将已写入字节数置为 0。

  4. write(&mut self, data: &[u8]) -> usize:将提供的数据写入缓冲区,返回实际写入的字节数。如果缓冲区已满,可能只写入部分数据。

  5. remaining(&self) -> &mut [u8]:返回一个可变的引用,指向缓冲区中还未写入数据的空间。


WriteBuf 结构体在 tokio 中的使用场景多种多样,通常用于在异步 IO 操作中,通过将数据先写入到缓冲区,然后一次性进行 IO 操作,提高效率。

File: tokio/tokio/src/io/util/buf_stream.rs

buf_stream.rs文件是tokio库中用于处理 IO 缓冲流的实用工具。该文件定义了BufStream结构体和相关的方法来处理读写操作。


首先,BufStream<RW>是一个泛型结构体,用于将读写操作与内部缓冲区结合在一起。它需要一个实现了AsyncReadAsyncWrite特质的类型作为输入参数RW,这样可以支持读写操作。


BufStream结构体具有以下几个主要的功能和作用:


  1. 继承实现了AsyncReadAsyncWrite特质的类型,并为其提供了缓冲区的能力。这意味着可以将原始 IO 操作包装为具有缓冲功能的操作,提高 IO 性能。

  2. 提供了对输入/输出的缓冲。内部有一个缓冲区,可以从中读取数据或将数据写入其中。缓冲区的大小可以根据需要进行调整。

  3. 自动异步读取和写入数据到缓冲区中。不再需要手动分割读取和写入操作,BufStream会自动处理数据的读取和写入。

  4. 支持对数据流进行刷新操作。可以通过刷新操作强制将缓冲区中的数据写入到底层 IO 实例。

  5. 提供了一种简化的 API 来处理读写操作。BufStream封装了原始的异步 IO 方法,使得读取和写入操作更简单。


BufStream结构体提供了一系列方法来处理读写操作和缓冲区管理,包括:


  • new():构造函数,创建一个新的BufStream实例。

  • poll_read_buf():异步读取数据到缓冲区,类似于AsyncRead中的poll_read().

  • poll_write_buf():异步将缓冲区中的数据写入到内部 IO 实例,类似于AsyncWrite中的poll_write().

  • flush():刷新缓冲区中的数据到底层 IO 实例。

  • get_ref():获取底层 IO 实例的引用。

  • get_mut():获取底层 IO 实例的可变引用。


这些方法使得处理 IO 缓冲和数据的读写变得更加简单和高效。

File: tokio/tokio/src/io/util/take.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/take.rs 文件的作用是提供一个包装器结构体Take,该结构体通过限制读取字节的数量来控制读取操作的长度。通过将读取操作限制为特定数量的字节,可以用于限制读取操作的范围或缓冲区的大小。


Take结构体有以下几个作用和功能:


  1. Take结构体可以包装实现了AsyncRead trait 的对象,以拦截读取操作并限制读取的字节数量。

  2. Take结构体的limit字段表示读取操作的最大长度,一旦读取的字节数量达到该限制,后续的读取操作将返回Ok(0)

  3. Take::new()方法用于创建一个Take结构体的实例,需要传入要包装的AsyncRead实现和读取的最大长度。

  4. Take结构体实现了AsyncRead trait,因此可以像普通的AsyncRead对象一样使用。但是,当读取的字节数量达到指定限制时,后续的读取操作将返回Ok(0)


总体而言,Take结构体可以用于控制读取操作的长度,确保读取的字节数不会超过指定限制。这对于处理需要限制数据范围或限制缓冲区大小的场景很有用。

File: tokio/tokio/src/io/util/read_buf.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/read_buf.rs 文件的作用是提供了一些与读取操作相关的工具函数和类型定义,主要用于优化和简化读取操作的处理逻辑。


具体来说,文件中定义了一个名为 ReadBuf 的结构体,该结构体代表了一个可读缓冲区。ReadBuf 有三个泛型参数,分别是'a、T 和 N。其中,'a 表示生命周期,T 表示要读取的数据类型,而 N 表示缓冲区的容量大小。


在 ReadBuf 结构体中,定义了以下几个字段和方法:


  1. buf: &'a mut [MaybeUninit<T>; N]:代表一个可读缓冲区,用于存储要读取的数据。这个缓冲区由一个数组构成,每个元素都是 MaybeUninit 类型,表示可能未初始化的值。通过将这个缓冲区传递给底层 IO 操作(如文件读取),可以直接将读取的数据写入到该缓冲区中。

  2. filled: usize:代表已填充的缓冲区的长度。在读取数据时,当底层 IO 操作将数据写入到缓冲区后,filled 字段会记录实际写入数据的长度。

  3. initialized: bool:表示缓冲区是否已初始化的标志。仅当从未读取过数据或上一次读取操作结果为 WouldBlock 时,initialized 为 false,否则为 true。

  4. capacity()方法:用于返回缓冲区的容量大小,即 N 的值。

  5. filled_mut()方法:用于返回已填充的缓冲区的可变引用,即 buf 字段的部分切片。

  6. initialized_mut()方法:用于返回初始化状态的可变引用,即 initialized 字段的可变引用。

  7. filled_len()方法:用于返回已填充的缓冲区的长度,即 filled 字段的值。

  8. initialized()方法:用于返回缓冲区的初始化状态,即 initialized 字段的值。


通过使用 ReadBuf 结构体,可以方便地管理和操作读取操作中的缓冲区。其他定义在该文件中的结构体和函数都是为了提供更多与读取操作相关的工具函数或辅助类型,以便更方便地进行读取操作的处理。

File: tokio/tokio/src/io/util/read_to_string.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/read_to_string.rs 文件的作用是提供读取数据到字符串的实用功能。该文件中定义了一个名为ReadToString的结构体以及相关的函数。


首先,ReadToString结构体有三个类型参数:R, W, 和 'a。这些参数表示输入数据的读取器类型(R)、输出数据的写入器类型(W)以及数据的生命周期('a)。该结构体有一个关联函数new,用于创建一个ReadToString类型的实例。


接下来,ReadToString结构体实现了Future特质,允许将其作为一个异步任务执行。当触发 Future 的 poll 方法时,它调用了一个函数poll_fn来执行异步任务。该函数的作用是读取输入数据并将其写入到输出数据中,直到读取完所有的数据为止。


另外,ReadToString结构体还实现了Sink特质,允许将其用作一个异步写入器。这允许在读取数据的同时,将其写入到指定的输出数据中。


在底层,ReadToString结构体使用了 tokio 的io::read_to_end函数,该函数利用了异步 IO 的能力来高效地读取数据。它从输入数据源读取数据,并将其写入到输出数据中,直到遇到文件结束或达到指定的长度限制。


总的来说,ReadToString结构体提供了一个方便的方法来异步读取数据到字符串,并可以在读取的过程中将数据写入到指定的输出数据中。

File: tokio/tokio/src/io/util/read_line.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/read_line.rs 文件的作用是实现了一个异步读取数据流中的行的功能。它提供了一个名为ReadLine的结构体以及相关的方法,用于在异步上下文中逐行读取数据流。


首先,ReadLine结构体是一个异步读取数据流中行的迭代器。它被泛型参数'a所限定,表示读取行的操作在引用的生命周期内有效。


ReadLine结构体实现了Stream trait,因此可以像处理异步流一样使用它。它的主要方法是next_line(),它返回一个Future,当调用poll()时,将从底层的AsyncRead实现中读取数据,并返回一个Result,其中包含成功读取的行作为String


另外,ReadLine结构体也包含了一些内部字段和方法用于保存和处理读取的部分行。它有一个reader字段,表示底层的AsyncRead实现;还有一个buf字段,表示一个可变的Vec<u8>,用于保存读取的部分行数据,直到读取到完整的一行为止。


ReadLine结构体还有一个内部的枚举类型ReadLineState,用于表示ReadLine的状态。它有两个变体:Idle用于表示ReadLine处于空闲状态,即未在读取行;Reading用于表示ReadLine正在读取行数据。


除了ReadLine结构体外,read_line模块还提供了一个read_line()函数,用于方便地创建ReadLine迭代器。该函数接受一个实现了AsyncRead trait 的对象和一个可选的缓冲区大小作为参数,并返回一个ReadLine迭代器。


综上所述,tokio/tokio/src/io/util/read_line.rs文件中的ReadLine结构体和相关方法的作用是提供了一个能够在异步上下文中逐行读取数据流的功能,通过异步流式处理,可以更高效地读取和处理大型数据流。

File: tokio/tokio/src/io/util/buf_reader.rs

在 Tokio 源代码中,tokio/src/io/util/buf_reader.rs这个文件实现了一个包装器(Wrapper)类型 BufReader<R>,该类型封装了一个Read trait 的实现对象(R),提供了带有缓冲区的读取功能,用于提高读取数据时的效率。


BufReader<R>是一个具有缓冲区的读取器。它实现了AsyncRead trait,并且可以通过调用read方法异步读取数据。与直接从底层读取器读取数据相比,使用 BufReader 可以减少系统调用的次数,从而提高读取速度。


BufReader 的内部维护了一个缓冲区,它的大小由构造 BufReader 对象时指定的buf_size参数决定。读取数据时,BufReader 首先尝试从缓冲区中读取数据,如果缓冲区为空,则从底层读取器(R)中填充缓冲区,并返回部分或全部缓冲区的内容。


BufReader 有以下几个主要的结构体:


  1. BufReader<R>: BufReader 的主结构体,实现了AsyncRead trait,提供了读取功能。

  2. Parts: BufReader 的持有者结构体,包含了一个底层的读取器(R)。

  3. IntoRead:包含了一个读取器(R),通过实现From<R> trait 用于将读取器转换为 BufReader。

  4. SeekState:表示 BufReader 的seek操作的状态,是一个 enum 类型,在 BufReader 中用于处理在读取数据时进行 seek 操作的情况。


SeekState 的主要枚举值有以下几个:


  1. Waiting: 表示 BufReader 正在等待read_buf方法的返回结果,在执行 seek 操作时需要刷新缓冲区。

  2. Buf: 表示 BufReader 的缓冲区包含了 seek 地址之前的部分数据,并准备好继续读取数据。

  3. Seek: 表示 BufReader 处于 seek 操作的状态,需要清空缓冲区并重新填充新的数据。

  4. Empty: 表示 BufReader 的缓冲区为空,需要从底层读取器中填充数据。


这些结构体和枚举类型的组合使用,可以使得 BufReader 具备缓冲读取和 seek 操作的功能,提供了对底层读取器(R)的一种封装,更高效地读取数据。

File: tokio/tokio/src/io/util/write_all_buf.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/write_all_buf.rs 这个文件的作用是实现了对 I/O 流的写入操作。


详细介绍如下:


这个文件定义了一个 WriteAllBuf struct,该 struct 实现了 tokio::io::AsyncWrite trait。它用于将一个可异步写入的对象与一个数据缓冲区关联起来,提供了在异步上下文中写入整个数据缓冲区的功能。


WriteAllBuf struct 具有几个重要的成员变量和实现了一些方法:


  1. Inner:一个包装了 AsyncWrite 对象的 Option,用于实际的写入操作。

  2. Buf:一个包含待写入数据的缓冲区,类型为 &'a mut [u8]。

  3. Pos:当前写入操作的偏移量,类型为 usize。


WriteAllBuf struct 的工作流程如下:


  1. 创建 WriteAllBuf 对象时,会将 AsyncWrite 对象和数据缓冲区绑定起来,存储到 Inner 和 Buf 成员变量中。

  2. 调用 poll_write 方法时,会首先检查是否已经写入完毕。如果 Pos 已经等于 Buf 的长度,表示已经写入了整个缓冲区,则直接返回操作完成的状态。

  3. 如果还有未写入的数据,则会尝试对 AsyncWrite 对象进行写入操作,将 Buf 中 Pos 之后的数据写入到 I/O 流中。

  4. 如果写入操作返回了写入的字节数,会将 Pos 进行更新,表示已经写入了这些字节。

  5. 如果写入操作返回了 Error,会检查该 Error 是否为 WouldBlock,如果是,则说明写入操作需要继续进行。

  6. 如果写入操作返回的 Error 不是 WouldBlock,会将该 Error 作为 Result 返回给上层调用者。

  7. 在下一次调用 poll_write 方法时,会继续从 Pos 位置开始写入剩余的数据。


总结来说,WriteAllBuf struct 的作用是将一个可异步写入的对象与一个数据缓冲区绑定起来,提供了在异步上下文中写入整个数据缓冲区的功能。

File: tokio/tokio/src/io/util/lines.rs

文件lines.rs位于tokio/tokio/src/io/util/目录下,它实现了AsyncBufRead trait 的一个辅助类型Lines


Lines<R>结构体是一个包装了AsyncBufRead实现的类型R的辅助类型。它允许从异步源中逐行提取数据,并提供了一些帮助方法和特性,以便更方便地操作和处理逐行数据。


主要功能和作用如下:


  1. 使用Lines::new()函数可以创建一个Lines<R>实例,以及一个提供异步编程特性的异步读取框架R(实现了AsyncBufRead trait)。

  2. Lines<R>实现了Stream trait,使得可以使用for_each()filter()map() 等方法对每行数据进行处理。

  3. Lines<R>提供了next()方法,可以使用await关键字以异步方式获取下一行(可以使用for循环来遍历行)。

  4. Lines<R>提供了into_inner()方法,可以获取最原始的R实例,以便执行更底层的操作。


总结起来,Lines<R>是一个便利的异步逐行读取器,可以轻松地从异步源中获取逐行数据,并提供了一些方法和特性来方便地处理和操作这些数据。

File: tokio/tokio/src/io/util/chain.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/chain.rs 文件的作用是提供了一个实现了标准库中的 Read 和 Write trait 的链式结构,用于将多个 Read 和 Write 对象组合成单个对象。


文件中定义了几个 struct,包括 Chain<T, U>,ChainRead<T, U>和 ChainWrite<T, U>。这些 struct 的作用如下:


  1. Chain<T, U>:这是一个泛型结构体,用于将两个类型为 T 和 U 的对象组合成一个对象。它实现了 Read 和 Write trait,可以像普通的 Read 和 Write 对象一样使用。

  2. ChainRead<T, U>:这是一个泛型结构体,类似于 Chain<T, U>,但它只实现了 Read trait。用于将两个类型为 T 和 U 的对象组合成一个可读对象。

  3. ChainWrite<T, U>:这是一个泛型结构体,类似于 Chain<T, U>,但它只实现了 Write trait。用于将两个类型为 T 和 U 的对象组合成一个可写对象。


这些结构体通过嵌入两个对象并实现相关的 trait 来实现功能。当使用 Chain<T, U>时,它会同时具有 T 和 U 对象的 Read 和 Write 的能力。当使用 ChainRead<T, U>时,它只具备 T 和 U 对象中 Read 的能力,而当使用 ChainWrite<T, U>时,它只具备 T 和 U 对象中 Write 的能力。


这个文件的作用是为了提供一个灵活的方式来对多个 Read 和 Write 对象进行组合和处理。通过链式结构,可以将多个操作整合在一起,提供更强大和方便的读写操作。

File: tokio/tokio/src/io/util/read_int.rs

在 Tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/read_int.rs文件是实现了一些用于读取整数的工具函数。这些函数用于从字节流中解析整数,并且支持不同的字节序(大端序或小端序)。


该文件中定义了一些ReadInt trait,以及一些用于实现该 trait 的结构体。它们具体的作用如下:


  • ReadInt trait:定义了用于读取整数的操作方法,包括read_i8read_u8read_i16read_u16等。这个 trait 是一种通用的读取整数的方式,具体的实现可以根据具体的字节序进行不同的处理。

  • BigEndian 结构体:实现了 ReadInt trait,用于按照大端序从字节流中读取整数。它有一个泛型参数R,指定了用于读取字节流的类型。

  • LittleEndian 结构体:实现了 ReadInt trait,用于按照小端序从字节流中读取整数。也有一个泛型参数R,指定了用于读取字节流的类型。


这些结构体的作用是使用编写的字节序算法,根据不同的字节序从字节流中读取整数。当需要读取整数时,可以选择使用这些结构体进行读取操作,以满足具体的字节序要求。

File: tokio/tokio/src/io/util/sink.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/sink.rs 文件的作用是提供了一组用于简化异步写操作的 Sink trait 和相关的实现。该文件定义了 Sink trait 和一些与之相关的类型和函数。


Sink trait 是用于异步写操作的通用抽象。它定义了一个异步写操作的方法,即 poll_ready 和 start_send。Sink trait 的定义如下:


pub trait Sink<Req> {    type SinkError;
fn poll_ready( self: Pin<&mut Self>, cx: &mut Context<'_> ) -> Poll<Result<(), Self::SinkError>>;
fn start_send( self: Pin<&mut Self>, request: Req ) -> Result<(), Self::SinkError>;
fn poll_flush( self: Pin<&mut Self>, cx: &mut Context<'_> ) -> Poll<Result<(), Self::SinkError>>;
fn poll_close( self: Pin<&mut Self>, cx: &mut Context<'_> ) -> Poll<Result<(), Self::SinkError>>;}
复制代码


Sink trait 中的 poll_ready 方法用于检查 Sink 是否准备好接收写操作,而 start_send 方法用于实际发送写操作。其他方法如 poll_flush 和 poll_close 用于刷新缓冲区和关闭 Sink。


在 sink.rs 文件中,还定义了一些与 Sink 相关的类型。其中,Combiner 结构体实现了 Sink trait,并通过将多个 Sink 组合在一起,可以将多个 Sink 聚合为一个 Sink。而 SinkExt trait 提供了对 Sink 的扩展方法,简化了对 Sink 的操作,如将异步迭代器写入到 Sink 中。SinkExt 还定义了一些类似 write_all 和 write_fmt 的方法,可以将数据写入到 Sink 中。


除了 Sink trait 和相关的类型,sink.rs 文件中还实现了一些函数,如 poll_fn 和 poll_fn_mut,这些函数可以将普通的异步函数适配成 Sink trait 的实现。


综上所述,tokio/tokio/src/io/util/sink.rs 文件中的作用是提供了一组用于简化异步写操作的 Sink trait 和相关的实现,使得使用 Tokio 编写异步写操作变得更加简单和方便。在实际的应用中,可以通过实现 Sink trait 和使用相关函数和类型,有效地进行异步写操作。

File: tokio/tokio/src/io/util/flush.rs

在 tokio 的源代码中,tokio/src/io/util/flush.rs 文件的作用是提供一个异步的工具函数,用于刷新 writer 的输出。


具体而言,flush.rs文件中的代码定义了一个名为Flush的结构体,该结构体实现了FutureFutureExt trait。Flush结构体类似于一个 future,当通过.await关键字调用时,它会异步地将内部的BufWriter实例中的缓冲区中的数据刷新到底层的写入器(writer)中。


Flush结构体的定义中,还有一些相关的 struct 和 trait 定义:


  1. BufWriter8: bufwriter 是一个将字节写入到底层写入器(writer)的 buffer。

  2. FlushMut<'a, W: ?Sized>: FlushMut是一个 trait,提供了flush_mut方法,该方法用于将缓冲区中的数据刷新到底层写入器中。这个 trait 主要用于通过&mut writer调用刷新操作,可以更高效地执行刷新操作。

  3. FlushRef<'a, W: ?Sized>: FlushRef是另一个 trait,提供了flush_ref方法,该方法用于将缓冲区中的数据刷新到底层写入器中。这个 trait 主要用于通过&writer调用刷新操作。


总的来说,tokio 中的flush.rs文件实现了一个异步的刷新操作,用于将缓冲区中的数据刷新到底层写入器中。在使用异步 IO 操作的过程中,这个文件可以发挥重要作用,确保数据及时地写入到底层的写入器中,避免数据丢失或延迟的情况发生。

File: tokio/tokio/src/io/util/vec_with_initialized.rs

在 tokio 的源代码中,tokio/src/io/util/vec_with_initialized.rs 文件的作用是提供一个用于初始化向量并创建读取缓冲区的工具。


首先,VecWithInitialized<V> 结构体是一个带有初始化值的向量结构,它封装了一个 Vec 和一个初始值 inited。它实现了 DerefDerefMut traits,使得可以像使用普通的 Vec 一样使用它。


ReadBufParts 结构体是一个用于读取缓冲区的工具结构。它包含一个 buf 字段,它是一个 VecWithInitialized<u8> 对象。该结构体实现了 DerefDerefMut traits,因此可以像使用普通的 Vec<u8> 一样对其进行操作。


VecU8 trait 是一组用于向向量写入 u8 数据的特征集合。它定义了三个方法:initialize_withextend_from_u8_slicepush_from_u8.


  • initialize_with 方法用于初始化向量并将其填充为指定的大小,并使用给定的初始值。

  • extend_from_u8_slice 方法将指定的 u8 数组的内容追加到向量中。

  • push_from_u8 方法将一个 u8 值追加到向量的末尾。


这些 trait 可以帮助创建或操作 VecWithInitialized 对象。


总的来说,tokio/src/io/util/vec_with_initialized.rs 文件提供了一组用于读写操作的工具结构和 trait。这些工具可以帮助在 Tokio 框架中更方便地处理和操作向量和读取缓冲区。

File: tokio/tokio/src/io/util/copy_buf.rs

在 tokio 的源代码中,tokio/tokio/src/io/util/copy_buf.rs 文件的作用是提供了一个用于拷贝字节缓冲的工具函数。


详细介绍如下:


  1. CopyBuf<'a>结构体:这是一个泛型结构体,代表了要拷贝的字节缓冲。它具有两个字段:bufamt

  2. buf字段:是一个引用,用于指向字节缓冲,在函数中会对它进行读取和写入操作。

  3. amt字段:是一个 usize 类型的整数,代表了字节缓冲中实际存储的字节数。

  4. CopyBuf 的New trait 实现:这个 trait 提供了一个泛型方法new(),用于创建一个 CopyBuf 实例。它接受一个字节切片作为参数,并返回一个 CopyBuf 实例,其中buf字段引用给定的切片,amt字段设置为切片的长度。

  5. copy_buf函数:这是一个公共函数,用于将一个输入 io 对象的数据拷贝到一个输出 io 对象中。它接受两个泛型参数RW,分别代表输入和输出 io 对象。在函数内部,它利用read_buf()write_all()函数从输入对象读取数据,并将其写入输出对象中。

  6. read_buf()函数:这个函数通过一个循环将输入 io 对象的字节读取到提供的 CopyBuf 实例中。它使用一个缓冲区buf,一次读取一部分字节,并将读取的字节数存储在 CopyBuf 实例的amt字段中。

  7. write_all()函数:这个函数将 CopyBuf 实例中的字节写入到输出 io 对象中,直到 CopyBuf 实例中的amt字段变为 0。

File: tokio/tokio/src/io/util/empty.rs

在 tokio 源代码中,tokio/tokio/src/io/util/empty.rs 文件的作用是提供了一些空 IO 类型,这些类型实现了AsyncReadAsyncWrite trait,但并不实际进行任何 IO 操作。


该文件中定义了以下几个结构体:


  1. EmptyEmpty结构体实现了AsyncReadAsyncWrite trait,并提供了无法进行读写操作的空实现。它没有任何成员变量或方法,只是用于框架内部使用,表示一个空的 IO。

  2. AsyncReadMockAsyncReadMock结构体也实现了AsyncRead trait,但它会将读操作均视为非阻塞 IO 操作并返回一个空的Poll<Result<..>>

  3. AsyncWriteMockAsyncWriteMock结构体实现了AsyncWrite trait,但它会将写操作均视为非阻塞 IO 操作并返回一个空的Poll<Result<..>>


这些空 IO 类型在 tokio 的源代码中用于提供临时的占位符,例如在某些情况下需要作为一个空 IO 流传递给其他方法或函数,或者在进行单元测试时需要测试一个AsyncReadAsyncWrite的实现,但不需要真正进行 IO 操作。可以通过这些空 IO 类型来模拟对 IO 流进行操作时的行为,从而方便进行代码测试和重构等操作。

File: tokio/tokio/src/io/util/mod.rs

tokio/tokio/src/io/util/mod.rs 是 tokio 库中的一个文件,主要用于提供 IO 操作的辅助工具函数。


该文件中包含了一些实用函数,这些函数被设计成可以在异步环境中使用,以方便进行各种 IO 操作。这些工具函数大都是为了简化异步代码的编写、提高代码的可读性和可维护性而设计的。


下面是该文件中常见函数的介绍:


  1. read_exact:该函数用于从输入流中读取指定长度的精确字节数。它接受一个异步读取器和一个缓冲区,然后返回一个 Future,该 Future 会在读取到指定长度的字节后完成。

  2. write_all:该函数用于将一个缓冲区的所有字节写入到输出流中。它接受一个异步写入器和一个缓冲区,然后返回一个 Future,该 Future 会在所有字节写入完毕后完成。

  3. poll_read_buf:该函数用于从输入流中读取数据,并将数据写入到给定的缓冲区中。它接受一个异步读取器和一个可变引用的缓冲区,然后返回一个 Future,该 Future 会在数据读取完毕后完成。

  4. poll_write_buf:该函数用于将给定的缓冲区中的数据写入到输出流中。它接受一个异步写入器和一个可变引用的缓冲区,然后返回一个 Future,该 Future 会在数据写入完毕后完成。

  5. AsyncReadExtAsyncWriteExt:这是两个 trait,它们提供了一系列与异步 IO 相关的实用扩展方法。这些方法包括read_exactwrite_all等,它们可以通过对异步读取器和异步写入器的实现来进行调用。


总结来说,tokio/tokio/src/io/util/mod.rs 文件提供了一些在异步环境下进行 IO 操作的实用工具函数,它们可以简化异步代码的编写,并提高代码的可读性和可维护性。这些工具函数包括从输入流中读取指定长度的字节、将缓冲区的所有字节写入输出流、在输入流和缓冲区之间进行数据读取和写入等操作。此外,还提供了一些与异步 IO 相关的扩展方法,可以更方便地调用这些工具函数。

File: tokio/tokio/src/io/util/split.rs

在 Tokio 框架的源代码中,tokio/tokio/src/io/util/split.rs 文件的作用是为了提供将一个异步读写器(AsyncRead + AsyncWrite)拆分为独立的读取器和写入器的功能。


具体来说,该文件中定义了一个名为 Split 的结构体,作为异步读写器的抽象。Split<R>结构体实现了 AsyncRead 和 AsyncWrite trait,允许用户对异步读写器进行读取和写入操作。


Split<R>结构体有以下几个重要的字段和方法:


  1. reader: R - 保存了拆分前的异步读写器,用于进行实际的读取操作。

  2. read_buf: Option<Vec<u8>> - 用于存储读取到的数据的缓冲区。

  3. write_buf: Option<Vec<u8>> - 用于存储待写入的数据的缓冲区。

  4. read_pos: usize - 读取位置的索引,指示从 read_buf 中读取数据的位置。

  5. write_pos: usize - 写入位置的索引,指示将数据写入 write_buf 的位置。

  6. read_capacity: usize - 缓冲区的容量,用于限制读取操作的最大长度。

  7. write_capacity: usize - 缓冲区的容量,用于限制写入操作的最大长度。


Split<R>还实现了一系列用于读取和写入操作的方法,包括但不限于以下几个:


  1. pub fn new(reader: R, capacity: usize) -> Split<R>:构造函数,创建一个 Split<R>对象。

  2. pub fn read_buf(&mut self) -> &mut Option<Vec<u8>>:返回读取缓冲区的可变引用。

  3. pub fn write_buf(&mut self) -> &mut Option<Vec<u8>>:返回写入缓冲区的可变引用。

  4. pub async fn flush(&mut self) -> io::Result<()>:将写入缓冲区中的数据刷新到底层的异步读写器。

  5. pub async fn close(&mut self) -> io::Result<()>:关闭底层的异步读写器。


总的来说,Split<R>结构体以及其中的方法提供了将异步读写器拆分为独立的读取器和写入器的功能,并提供了对这些拆分后的部分进行读取和写入的能力。这在某些情况下非常有用,例如需要在不同的任务中同时进行读取和写入操作时。

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