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Rust 寫腳手架,Clap你應該知道的二三事

時間:2024-03-11 11:40:32  來源:微信公眾號  作者:前端柒八九

有感而發

最近,在和前端小伙伴聊天發現,在2024年,她們都有打算入局Rust學習的行列。畢竟前端現在太卷了,框架算是走到「窮途末路」了,無非就是在原有基礎上修修補補。所有他們想在新的賽道彎道超車。但是,苦于各種原因,遲遲找不到入門之法。

確實如她們所言,Rust由于學習路徑比較陡峭,加之和前端語言可以說是交集很少。然后,給大家一種學了馬上就會忘記的感覺。并且,由于現在Rust在前端領域的應用少之又少。除了字節跳動的Rspack,還有Vivo的Vivo Blue OS(我們在國貨之光?用Rust編寫的Vivo Blue OS有過介紹),就很少聽說其他國內互聯網公司有相關的產品和應用。

相比國外,我們的道路還任重而道遠。像國外很多耳熟能詳的公司都早已布局Rust開發。最明顯的就是Photoshop,它已經將只能在桌面運行的PS搬入了瀏覽器上。(這個我們也在之前的師夷長技以制夷:跟著PS學前端技術中有過相關介紹)

不過,從最新的招聘網站中搜索Rust相關崗位,相比前幾年有了很好的改觀。并且很多崗位都和前端相關。這說明,Rust在國內已經有了自己的市場,也意味著在前端領域也有了一席之地。那么作為職業前端,不想在紅海中繼續卷,那勢必就需要選擇藍海,方可在千軍萬馬之中,殺出一條光明之路。

其實,像我在學習Rust也遇到很她們一樣的困境。知識點看了,也理解了。但是隔斷時間就會忘記。周而復始,就會對這門語言產生一種抗拒感。畢竟,編程也算是一種技術工種,唯手熟爾。

后面,我就轉變思路,那就是動手做一些自己認為可以解決前端痛點的事。哪怕做這個事情,其他語言也可以勝任,但是為什么我們不做更進一步的嘗試呢?,F階段,Rust在前端賦能的場景,大部分都是提高編譯效率方向。像Rspack[1]/OXC[2]。

既然,大方向已經定了,然后就有了我們新的嘗試。從那開始,就有了我們下面的嘗試方向

  1. Rust 開發命令行工具(上)
  2. Rust 開發命令行工具(中)
  3. Rust 編譯為 WebAssembly 在前端項目中使用
  4. Game = Rust + WebAssembly + 瀏覽器
  5. Rust 賦能前端-開發一款屬于你的前端腳手架

就是基于上面的不斷試錯和嘗試,到現在我們已經有了像f_cli[3]的npm包,并且已經部署到公司私庫,并投入生產開發了。

同時,在最近的項目開發中,還利用Rust編寫WebAssembly進行前端功能的處理。這塊等有機會寫一篇相關的文章。

前言

耽誤了大家幾分鐘的時間,在上面絮叨了半天,其實就是想傳達一個思想。Rust其實不可怕,可怕的是學了但是你沒用到工作中。就是想著法都要讓它貼切工作,應用于工作。

我們回到正題,其實Rust賦能前端這個方向我也在摸索,然后現階段自我感覺能用到前端項目中的無非就兩點

  1. 寫一個腳手架,將一些繁瑣操作工具化
  2. 寫wasm模塊,嵌入到前端邏輯中

大家不管是從哪個方面獲取Rust知識點,想必大家嘗試的第一個Rust應用就是Cli了。

那我們今天就來聊聊在Rust開發Cli時的神器 -clap[4]。

今天,我們只要是講相關的概念,針對如何用Rust構建一個CLI,可以翻看我們之前的文章。

好了,天不早了,干點正事哇。

我們能所學到的知識點

  1. 項目初始化
  2. 編寫子命令
  3. 添加命令標志
  4. 交互式cli
  5. 其他有用的庫

1. 項目初始化

首先,讓我們通過運行以下命令來初始化我們的項目:cargo init clap_demo。隨后我們再配置一下項目的基礎信息。(description等)

[package]
name = "clap_demo"
version = "0.1.0"
edition = "2021"
description = "front789帶你學習clap"

我們可以通過運行以下命令將 clap 添加到我們的程序中:

cargo add clap -F derive

這樣在Cargo.toml中的[dependencies]中就有了相關的信息。

[dependencies]
clap = { version = "4.5.1", features = ["derive"] }

其中-F表示,我們只需要clap中的derive特性。

圖片圖片

上述流程中,我們使用的clap的版本是最新版,有些和大家用過的語法有區別的話,需要大家甄別。

這里多說一嘴,如果對前端開發熟悉的同學是不是感覺到上述流程很熟悉。當我們創建一個前端項目時,是不是會遇到下面的步驟。

npm init 
yarn add xx

項目實現

和前端開發類似,當我們把包下載到本地后,我們就需要在對應的入口文件中引入并執行。在前端開發中我們一般挑選的是項目根目錄下的index.js。而對于Rust項目來講,它的入口文件是src/mAIn.rs。(作為二進制項目(Binary Projects)而言)

use clap::Parser;

#[derive(Parser)]
#[command(version, about)]
struct Cli {
    name: String
}

fn main() {
    let cli = Cli::parse();
  
    println!("Hello, {}!", cli.name);
}

我們來簡單解釋一下上面的代碼。

在前端開發中我們一般使用import/require進行第三方庫的引入,而在Rust中我們使用use來導入第三方庫clap中的Parser trait。也就是說,通過use xx我們就可以使用clap中的特定功能。也就是把對應的功能引入到該作用域內。

定義了一個結構體,它使用 clap::Parser 的 derive 宏和command宏,并且只接受一個參數,即 name。

#[derive(Parser)]/#[command(version, about)]不是Rust內置的宏,它們是由clap庫自定義的過程宏(procedural macros)。

Rust有兩種類型的宏:

  1. 聲明式宏(Declarative Macros):

這些是Rust內置的,使用macro_rules定義,例如vec!、println!等。

它們主要用于元編程(metaprogramming),在編譯期執行代碼生成。

  1. 過程宏(Procedural Macros):
  • 這些是由外部crate定義的,在編譯期間像函數一樣被調用。

  • 它們可以用來實現自定義的代碼生成、lint檢查、trait派生,解析、操作和生成 AST等操作。

#[derive(Parser)]它使用 derive 屬性來自動為 Cli 結構體實現 Parser trait。這意味著 Cli 結構體將獲得解析命令行參數的功能,而無需手動實現 Parser trait。

圖片圖片

#[command(version, about)]用于配置命令行應用程序的元數據。

  • version: 設置應用程序的版本信息。
  • about: 設置應用程序的簡短描述。這里的信息就是我們在Cargo.toml中配置的description的信息。

最后,我們可以通過cargo run -- --help來查看對應的信息。

圖片圖片

總的來說,這段代碼使用 clap 庫定義了一個命令行應用程序,它接受一個名為 name 的字符串參數。當運行這個應用程序時,它會打印出 "Hello, {name}"。#[derive(Parser)] 和 #[command(...)] 這兩個屬性分別用于自動實現 Parser trait 和配置應用程序的元數據。

當我們加載程序并使用 Cli::parse() 時,它將從 std::env::args 中獲取參數(這個概念我們之前在環境變量:熟悉的陌生人有過介紹)。

  • 如果你嘗試運行 cargo run front789,它應該會打印出 Hello, front789!
  • 但如果嘗試不添加任何額外值運行它,它將打印出幫助菜單。Clap 在默認特性中包含了一個幫助功能,當輸入的命令無效時會自動顯示幫助菜單。

當然,如果想讓我們的程序更加健壯,我們可以給name設定一個默認值,這樣在沒有提供參數的情況下,也能合理運行。

#[derive(Parser,Debug)]
#[command(version, about)]
struct Cli {
    #[arg(default_value = "front789")]
    name: String
}

現在,嘗試僅使用 cargo run 而不添加其他任何東西,它應該會打印出 Hello, front789!。

圖片圖片

當然,我們也可以像在f_cli中一樣為參數添加更多的配置,來增強我們的Cli。

圖片圖片

如果想了解更多關于參數配置,可以翻看clap_command-attributes[5]

圖片圖片

2. 編寫子命令

作為一個功能強大的CLI,我們有時候需要通過定義一些子命令來讓我們的目的更加明確。

如果大家用過我們的f_cli,那就心領神會了。

下圖是我們f_cli的根據用戶提供的參數,默認構建前端項目的命令。

圖片圖片

在f_cli的實現中,我們就用到了子命令的操作。

圖片圖片

下面我們來簡單實現一個擁有子命令的cli。在之前代碼的基礎上,我們只需要將剛才結構體中再新增一個參數 - command并且其類型為實現sumcommad trait的枚舉

use clap::{ Parser, Subcommand };

#[derive(Parser,Debug)]
#[command(version, about)]
struct Cli {
    #[arg(default_value = "front789")]
    name: String,
    #[command(subcommand)]
    command: Commands
}

#[derive(Subcommand, Debug, Clone)]
enum Commands {
    Create,
    Replace,
    Update,
    Delete
}

fn main() {
    let cli = Cli::parse();
  
    println!("Hello, {:?}!", cli);
}

這樣,我們就在上面的基礎上擁有了一組子命令(CRUD)。這樣我們就可以在cli中調用對應的子命令然后執行對應的操作了。

圖片圖片

3. 添加命令標志

我們可以繼續豐富我們子命令。上面的我們不是通過一個枚舉Commands夠了一個組件命令(Create/Replace/Update/Delete)嗎。

有時候,在某一個子命令下,還需要收集更多的用戶選擇。那么我們就可以將枚舉中的值關聯成一個「匿名結構體」。這樣,我們就可以針對某個子命令做更深的操作了。

還是舉我們之前的f_cli的例子,在我們通過f_cli create xxx構建項目時,我們可以通過-x來像CLI傳遞Create所用到的必要信息。

圖片圖片

use clap::{ Parser, Subcommand };

#[derive(Parser,Debug)]
#[command(version, about)]
struct Cli {
    #[arg(default_value = "front789")]
    name: String,
    #[command(subcommand)]
    command: Commands
}

#[derive(Subcommand, Debug, Clone)]
enum Commands {
    Create{
         #[arg(default_value = "front789")]
        name: String,
         #[arg(default_value = "山西")]
        address: String,
    },
    Replace,
    Update,
    Delete
}

這樣我們就對Create進一步處理,并且在create的時候,它會從命令行中尋找對應的name/address信息,并且收集到clap實例中。

隨后,我們就可以在主函數中通過match來匹配枚舉信息,然后執行相對應的操作。

Rust 中的匹配是窮舉式的:必須窮舉到最后的可能性來使代碼有效

為了節約代碼量,我們通過_占位符來處理其他的邏輯。

fn main() {
    let cli = Cli::parse();
    match cli.command {
        Commands::Create{name,address} => {
            println!("我是{},來自:{}", name,address);
        },
       _=>(),
    }
}

當我們運行cargo run create時,由于我們提供了默認值,在控制臺就會輸出對應的信息。當然,我們也可以通過-- name xx -- address xx來進行操作。

有人會覺得輸入較長的子命令不是很友好,我們可以通過short = 'n'來為子命令提供一個別名。同時我們還可以通過help="xxx"設置對應在--help時,提供給用戶的幫助信息。

圖片圖片

對應的代碼如下:

#[derive(Subcommand, Debug, Clone)]
enum Commands {
    Create{
         #[arg(
            short = 'n',
            lnotallow="name",
            help = "用戶信息",
            default_value = "front789"
        )]
        name: String,
         #[arg(
            short = 'a',
            lnotallow="address",
            help = "地址信息",
            requires = "name",
            default_value = "山西"
        )]
        address: String,
    },
    Replace,
    Update,
    Delete
}

4. 交互式cli

在上一節中我們通過對CLI枚舉進行改造,讓其能夠擁有了子命令的功能。其實到這步已經能夠獲取到cli中用戶輸入的值,并且能夠進行下一步的操作了。

但是呢,你是一個精益求精的人。見多識廣的你突然有一個想法,為什么不能像vite/create/next一樣。在觸發對應的構建和更新操作后,有一個「人機交互」的過程。然后,用戶可以根據自己的喜好來選擇我們cli的內置功能。這樣是不是顯的更加友好。

像我們的f_cli就是這種交互流程。用戶通過人機交互的方式可以選擇內置功能。

圖片圖片

f_cli 選擇UI庫

那我們就再次用一個簡單的例子來介紹一下哇。

安裝新的包

首先,我們需要安裝幾個用于交互的包。

cargo add anyhow
cargo add dialoguer
cargo add console

隨后,就他們就會自動被注入到Cargo.toml中了。關于anyhow/dialoguer/console我們就不在這里過多介紹了。大家感興趣可以去對應的官網查找.

  • dialoguer[6]
  • console[7]
  • anyhow[8]

現在,我們需要在src/main.rs中引入相關的功能,同時我們在處理cli變量的時候,用的是枚舉值,所以我們需要引入clap中針對這類的操作。

use clap::{ 
+    builder::EnumValueParser, 
     Parser, 
     Subcommand, 
+    ValueEnum 
};

+use dialoguer::{ 
+  console::Term, 
+  theme::ColorfulTheme, 
+  Select 
+};
+use console::style;

新增枚舉信息

前面說過,我們想通過人機交互的方式,在cli運行過程中讓用戶自己選擇我們內置的功能點。所以,這些內置功能我們可以需要事先設定好。

#[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Eq, ValueEnum)]
pub enum Name {
    N1,
    N2,
}
#[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Eq, ValueEnum)]
pub enum Address {
    A1,
    A2
}

處理結構體中參數的默認值

既然,已經有了對應的默認值,那么我們就需要限制我們cli中的參數必須是這些內置參數中值。

#[derive(Subcommand, Debug, Clone)]
enum Commands {
    Create{
         #[arg(
            short = 'n',
            lnotallow="name",
            help = "用戶信息",
+            value_parser = EnumValueParser::<Name>::new(),
            ignore_case = true
        )]
+        name: Option<Name>,
         #[arg(
            short = 'a',
            lnotallow="address",
            help = "地址信息",
            requires = "name",
+           value_parser = EnumValueParser::<Address>::new(),
        )]
+       address: Option<Address>,
    }
}

上面的配置,見名知意,就是從對應的枚舉中解析對應的值。

主函數

其實,這步的操作和之前是差不多的,我們還是利用match對cli.command進行匹配處理。不過我們這里又進一步的做了容錯處理。

  1. 首先判斷是否提供子命令
  2. 在提供子命令的情況下,再判斷是否是Craete

因為,在進行操作中我們會有錯誤拋出,所以我們對main的返回值也做了處理。(anyhow::Result<()>)

fn main() ->anyhow::Result<()> {
    let cli = Cli::parse();
    match cli.command {
        // - 如果有子命令,則根據子命令執行相應的邏輯;
        Some(command) => {
            match command {
                Commands::Create {
                    name,
                    address,
                } => 
                operation_params(
                  name,
                  address
                )?,
            }
        },
         _ => panic!("Fatal: cli為提供參數,退出處理."),
    }
    Ok(())
}

operation_params

在main中我們通過match是可以獲取到cli中參數的,而此時我們還需要根據參數做進一步的處理。我們把這個邏輯提取到了一個函數中了。

fn operation_params (
    name: Option<Name>,
    address: Option<Address>
) -> anyhow::Result<()> {
     let n = match name {
        Some(na) => na,
        None => {
            multiselect_msg("選擇一個姓名:");
            message("使用上/下箭頭進行選擇,使用空格或回車鍵確認。");
            let items = vec!["張三", "王五"];
            let selection = Select::with_theme(&ColorfulTheme::default())
                .items(&items)
                .default(0)
                .interact_on_opt(&Term::stderr())?;

            match selection {
                Some(0) => Name::N1,
                Some(1) => Name::N2,
                _ => panic!("Fatal: 用戶信息制定錯誤."),
            }
        }
    };
     let a = match address {
        Some(na) => na,
        None => {
            multiselect_msg("選擇一個地址:");
            message("使用上/下箭頭進行選擇,使用空格或回車鍵確認。");
            let items = vec!["太原", "晉中"];
            let selection = Select::with_theme(&ColorfulTheme::default())
                .items(&items)
                .default(0)
                .interact_on_opt(&Term::stderr())?;

            match selection {
                Some(0) => Address::A1,
                Some(1) => Address::A2,
                _ => panic!("Fatal: 地址信息制定錯誤."),
            }
        }
    };
    println!("name:{:?},地址:{:?}",n,a);
   Ok(())
}

其實上面的邏輯也是比較簡單明了的。 我們接收cli中的參數name/address。因為他們都是枚舉類型,所以我們繼續用match進行對應值的匹配。

雖然,我們對兩個枚舉值都做了處理,但是他們的邏輯都是相同的。

上面的邏輯就是當我們運行子命令時候

  • 當提供對應的參數的話,那就原封不動的返回對應的值
  • 當沒有提供對應的參數的話,我們就調用dialoguer::Select進行我們預設值的選擇。

圖片圖片

這樣,不管我們上面那種情況,我們最后都可以拿到對應的值。這樣我們方便我們后期進行其他操作。

5. 其他有用的庫

上面我們通過幾個例子,講了很多clap的應用例子,其中我們還配合dialoguer進行人機交互的處理。如果我們想實現功能更加強大的cli我們還可以借助其他的工具。下面我們就來簡單介紹幾種。

Crossterm

crossterm[9] 是一款跨終端的crate。 它具有各種很酷的功能,如能夠更改背景和文本顏色、操作終端本身和光標,以及捕獲鍵盤和其他事件。

圖片圖片

comfy-table

comfy-table[10] 是一個設計用于在終端中創建漂亮表格的 crate。

以下是其官網的案例。用僅僅幾句話就可以實現一個在終端展示的表格。

use comfy_table::Table;

fn main() {
    let mut table = Table::new();
    table
        .set_header(vec!["Header1", "Header2", "Header3"])
        .add_row(vec![
            "This is a text",
            "This is another text",
            "This is the third text",
        ])
        .add_row(vec![
            "This is another text",
            "Nownadd somenmulti line stuff",
            "This is awesome",
        ]);

    println!("{table}");
}

執行后的效果如下:

+----------------------+----------------------+------------------------+
| Header1              | Header2              | Header3                |
+======================================================================+
| This is a text       | This is another text | This is the third text |
|----------------------+----------------------+------------------------|
| This is another text | Now                  | This is awesome        |
|                      | add some             |                        |
|                      | multi line stuff     |                        |
+----------------------+----------------------+------------------------+

inquire

inquire[11] 是一個用于構建終端上交互式提示的 crate。它支持單選、多選、選擇日歷等功能:

下面的動圖是其官網的案例。其中最吸引我的就是那個多選。哈哈。

圖片圖片



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▌簡易百科推薦
在Rust中使用Serde的詳細指南
在處理HTTP請求時,我們總是需要在一種數據結構(可以是enum、struct等)和一種可以存儲或傳輸并稍后重建的格式(例如JSON)之間來回轉換。Serde是一個庫(crate),用于高效、通用地...【詳細內容】
2024-03-26  coding到燈火闌珊  微信公眾號  Tags:Rust   點擊:(13)  評論:(0)  加入收藏
Rust 寫腳手架,Clap你應該知道的二三事
有感而發最近,在和前端小伙伴聊天發現,在2024年,她們都有打算入局Rust學習的行列。畢竟前端現在太卷了,框架算是走到「窮途末路」了,無非就是在原有基礎上修修補補。所有他們想在...【詳細內容】
2024-03-11  前端柒八九  微信公眾號  Tags:Rust   點擊:(20)  評論:(0)  加入收藏
Rust中的數據可視化指南
可視化是數據分析和解釋的一個關鍵方面。雖然Rust主要以其性能和安全特性而聞名,但它也為數據可視化提供了強大的工具。在這個全面的指南中,我們將深入研究Rust中的數據可視化...【詳細內容】
2024-03-07  coding到燈火闌珊  微信公眾號  Tags:Rust   點擊:(29)  評論:(0)  加入收藏
如何在Rust中操作JSON,你學會了嗎?
sonic-rs ?還具有一些額外的方法來進行惰性評估和提高速度。例如,如果我們想要一個 JSON? 字符串文字,我們可以在反序列化時使用 LazyValue? 類型將其轉換為一個仍然帶有斜...【詳細內容】
2024-02-27  前端柒八九  微信公眾號  Tags:Rust   點擊:(47)  評論:(0)  加入收藏
記一次Rust內存泄漏排查之旅
在某次持續壓測過程中,我們發現 GreptimeDB 的 Frontend 節點內存即使在請求量平穩的階段也在持續上漲,直至被 OOM kill。我們判斷 Frontend 應該是有內存泄漏了,于是開啟了排...【詳細內容】
2024-02-27  OSC開源社區    Tags:Rust   點擊:(12)  評論:(0)  加入收藏
Rust 最受歡迎的這些庫
今天分享主題是,關于一些值得注意的 Rust 庫,這些庫可以根據它們的功能和在編碼中的受歡迎程度進行選擇。什么是 Rust 庫?在 Rust 中,常被稱為 “crate” 的庫,是一個打包的單元...【詳細內容】
2024-02-19  碼農漁夫  微信公眾號  Tags:Rust   點擊:(50)  評論:(0)  加入收藏
異步Rust:構建實時消息代理服務器
在本文中,我們將深入研究使用Rust構建實時消息代理服務器,展示其強大的并發特性。我們將使用Warp作為web服務器,并使用Tokio來管理異步任務。此外,我們將創建一個WebSocket客戶...【詳細內容】
2024-02-01      Tags:Rust   點擊:(57)  評論:(0)  加入收藏
在 Rust 編程中使用泛型
本文的內容將涉及泛型定義函數、結構體、枚舉和方法, 還將討論泛型如何影響代碼性能。1.摘要Rust中的泛型可以讓我們為像函數簽名或結構體這樣的項創建定義, 這樣它們就可以...【詳細內容】
2024-01-09  二進制空間安全  微信公眾號  Tags:Rust   點擊:(89)  評論:(0)  加入收藏
什么是Rust語言 ,特點是什么,跟其它語言對比有什么優勢
什么是RustRust是一種系統編程語言,旨在提供高性能和安全性。它是由Mozilla和其開發社區創建的開源語言,設計目標是在C++的應用場景中提供一種現代、可靠和高效的選擇。Rust的...【詳細內容】
2024-01-09    簡易百科  Tags:Rust語言   點擊:(202)  評論:(0)  加入收藏
在 Rust 編程中使用多線程
編程語言有一些不同的方法來實現線程,而且很多操作系統提供了創建新線程的 API。Rust 標準庫使用 1:1 線程實現,這代表程序的每一個語言級線程使用一個系統線程。1. Rust線程...【詳細內容】
2024-01-07  二進制空間安全  微信公眾號  Tags:Rust 編程   點擊:(77)  評論:(0)  加入收藏
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