在之前的用 Rust 搭建 React Server Components 的 Web 服务器我们利用了Axum构建了RSC的服务器。也算是用Rust在构建Web服务上的小试牛刀。
虽然说Axum在Rust Web应用中一枝独秀。但是，市面上也有很多不同的解决方案。所以，今天我们就比较一些 Rust 框架，突出它们各自的优势和缺点，以帮助我们为项目做出明智的决策。没有对比就没有选择，我们只有在真正的了解各个框架的优缺点和适应场景，在以后的开发中才能有的放矢的放心选择。
文本中，我们会介绍很多Rust框架。并且会按照如下的受欢迎程度的顺序来讲。
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好了，天不早了，干点正事哇。
Axum[1] 是 Rust 生态系统中具有特殊地位的 Web 应用程序框架(从下载量就可见端倪)。它是 Tokio 项目[2]的一部分，Tokio 是使用 Rust 编写「异步网络应用程序的运行时」。Axum 不仅使用 Tokio 作为其异步运行时，还与 Tokio 生态系统的其他库集成，利用 Hyper[3] 作为其 HTTP 服务器和 Tower[4] 作为中间件。通过这样做，我们能够重用 Tokio 生态系统中现有的库和工具。
Axum 「不依赖于宏」，而是利用 Rust 的类型系统提供安全且人性化的 API。这是通过使用特性来定义框架的核心抽象实现的，例如 Handler 特性，用于「定义应用程序的核心逻辑」。这种方法允许我们轻松地「从较小的组件中组合应用程序」，这些组件可以在多个应用程序中重用。
在 Axum 中，处理程序（handler）是一个「接受请求并返回响应」的函数。这与其他后端框架类似，但使用 Axum 的 FromRequest 特性，我们可以指定从请求中提取的数据类型。返回类型需要实现 IntoResponse 特性(trait)，已经有许多类型实现了这个特性，包括允许轻松更改响应的状态代码的元组类型。
Rust 的类型系统、泛型，尤其是在traits中使用异步方法（或更具体地说是返回的 Future），当不满足trait限制时，Rust 的错误消息会很复杂。特别是当尝试匹配抽象trait限制时，经常会得到一堆难以解读的文本。为此Axum 提供了一个带有辅助宏的库，将错误放到实际发生错误的地方，使得更容易理解发生了什么错误。
虽然Axum 做了很多正确的事情，可以很容易地启动执行许多任务的应用程序。但是，有一些事情需要特别注意。Axum版本仍然低于 1.0，也就意味着Axum 团队保留在版本之间「根本性地更改 API 的自由」，这可能导致我们的应用程序出现严重问题。
下面展示了一个 WebSocket 处理程序，它会回显收到的任何消息。
// #[tokio::main] 宏标记了 `main` 函数，表明这是一个异步的`Tokio`应用程序。#[tokio::main]async fn main() { // 首先创建了一个 `TcpListener` 监听器，绑定到地址 "127.0.0.1:3000" 上 // 然后，通过 `await` 等待监听器绑定完成 // 如果绑定失败，会通过 `unwrap` 方法抛出错误。 let listener = tokio::net::TcpListener::bind("127.0.0.1:3000") .await .unwrap(); println!("listening on {}", listener.local_addr().unwrap()); // 使用 `axum::serve` 启动 Axum 框架的服务器， // 监听前面创建的 `TcpListener`。 // `app()` 函数返回的是一个 `Router` // 它定义了一个简单的路由，将路径 "/a" 映射到处理函数 `a_handler`。 axum::serve(listener, app()).await.unwrap();}// 返回一个 `Router`，它只有一个路由规则，// 将 "/a" 路径映射到 `a_handler` 处理函数fn app() -> Router { Router::new() .route("/a", get(a_handler))}// 一个WebSocket处理程序，它会回显收到的任何消息。// 定义为一个WebSocket处理程序，// 它接收一个 `WebSocketUpgrade` 参数，表示WebSocket升级。async fn a_handler(ws: WebSocketUpgrade) -> Response { // 调用将WebSocket升级后的对象传递给 `a_handle_socket` 处理函数。 ws.on_upgrade(a_handle_socket)}async fn a_handle_socket(mut socket: WebSocket) { // 使用 while let 循环，持续从 WebSocket 连接中接收消息。 // socket.recv().await 通过异步的方式接收消息，返回一个 Result， // 其中 Ok(msg) 表示成功接收到消息。 while let Some(Ok(msg)) = socket.recv().await { // 使用 if let 匹配，判断接收到的消息是否为文本消息。 // WebSocket消息可以是不同类型的，这里我们只处理文本消息。 if let Message::Text(msg) = msg { // 构造一个回显消息，将客户端发送的消息包含在回显消息中。 // 然后，使用 socket.send 方法将回显消息发送回客户端。 // await 等待发送操作完成。 if socket .send(Message::Text(format!("You said: {msg}"))) .await // 检查 send 操作是否返回错误。 // 如果发送消息出现错误（例如，连接断开）， // 就通过 break 跳出循环，结束处理函数。 .is_err() { break; } } }}Actix Web[5] 是 Rust 中存在已久且非常受欢迎的 Web 框架之一。像任何良好的开源项目一样，它经历了许多迭代，但已经达到了主要版本（不再是 0.x），换句话说：在主要版本内，它可以确保没有破坏性的更改。
乍一看，Actix Web 与 Rust 中的其他 Web 框架非常相似。我们使用宏来定义 HTTP 方法和路由（类似于 Rocket），并使用提取器(extractors)从请求中获取数据（类似于 Axum）。与 Axum 相比，它们之间的相似之处显著，甚至在它们命名概念和特性的方式上也很相似。最大的区别是 Actix Web 没有将自己与Tokio 生态系统强关联在一起。虽然 Tokio 仍然是 Actix Web 底层的运行时，但是该框架具有自己的抽象和特性，以及自己的一套 crates 生态系统。这既有利有弊。一方面，我们可以确保事物能够很好地配合使用，另一方面，我们可能会错失 Tokio 生态系统中已经可用的许多功能。
Actix Web 实现了自己的 Service 特性，它基本上与 Tower 的 Service 相同，但仍然不兼容。这意味着在 Tower 生态系统中大多数可用的中间件在 Actix 中不可用。
如果在 Actix Web 中需要实现一些特殊任务，而需要自己实现，我们可能会碰到运行框架中的 Actor 模型。这可能会增加一些意想不到的问题。
但 Actix Web 社区很给力。该框架支持 HTTP/2 和 WebSocket 升级，提供了用于 Web 框架中最常见任务的 crates 和指南，以及出色的文档，而且速度很快。Actix Web 之所以受欢迎，是有原因的，「如果我们需要保证版本，请注意它可能是我们目前的最佳选择」。
在 Actix Web 中，一个简单的 WebSocket 回显服务器如下所示：
use actix::{Actor, StreamHandler};use actix_web::{ web, App, Error, HttpRequest, HttpResponse, HttpServer};use actix_web_actors::ws;/// 定义HTTP Actor// 定义了一个名为 MyWs 的结构体，这将用作WebSocket的Actix Actor。// Actors 是Actix框架中的并发单元，用于处理异步消息struct MyWs;// 为 MyWs 结构体实现了 Actor trait，指定了 WebsocketContext 作为上下文类型。impl Actor for MyWs { type Context = ws::WebsocketContext<Self>;}/// 处理ws::Message消息的处理程序// 为 MyWs 结构体实现了 StreamHandler trait，处理WebSocket连接中的消息。impl StreamHandler<Result<ws::Message, ws::ProtocolError>> for MyWs { // 对接收到的不同类型的消息进行处理。例如，对于 Ping 消息，发送 Pong 消息作为响应。 fn handle(&mut self, msg: Result<ws::Message, ws::ProtocolError>, ctx: &mut Self::Context) { match msg { Ok(ws::Message::Ping(msg)) => ctx.pong(&msg), Ok(ws::Message::Text(text)) => ctx.text(text), Ok(ws::Message::Binary(bin)) => ctx.binary(bin), _ => (), } }}// 定义了一个处理HTTP请求的异步函数。async fn index(req: HttpRequest, stream: web::Payload) -> Result<HttpResponse, Error> { // 将WebSocket连接升级，并将请求委托给 MyWs Actor 处理。 let resp = ws::start(MyWs {}, &req, stream); println!("{:?}", resp); resp}#[actix_web::main]async fn main() -> std::io::Result<()> { // 创建了一个 HttpServer 实例，通过 App::new() 创建一个应用， // 该应用只有一个路由，将路径 "/ws/" 映射到处理函数 index 上。 HttpServer::new(|| App::new().route("/ws/", web::get().to(index))) // 绑定服务器到地址 "127.0.0.1" 和端口 8080。 .bind(("127.0.0.1", 8080))? // 启动服务器并等待其完成运行。 .run() .await}Rocket[6] 在 Rust Web 框架生态系统中已经有一段时间了：它的主要特点是基于宏的路由、内置表单处理、对数据库和状态管理的支持，以及其自己版本的模板！Rocket 确实尽力做到构建 一个 Web 应用程序所需的一切。
然而，Rocket 的雄心壮志也带来了一些代价。尽管仍在积极开发中，但发布的频率不如以前。这意味着框架的用户会错过许多重要的东西。
此外，由于其一体化的方法，我们还需要了解 Rocket 的实现方式。Rocket 应用程序有一个「生命周期」，构建块以特定的方式连接，如果出现问题，我们需要理解问题出在哪里。
Rocket 是一个很棒的框架，如果我们想开始使用 Rust 进行 Web 开发，它是一个很好的选择。「对于我们许多人来说，Rocket 是进入 Rust 的第一步」，使用它仍然很有趣。
处理表单的 Rocket 应用程序的简化示例：
// 定义了一个名为 Password 的结构体，该结构体派生了 Debug 和 FromForm traits。// FromForm trait 用于从表单数据中提取数据。// 该结构体包含两个字段 first 和 second，分别表示密码的第一个和第二个部分。#[derive(Debug, FromForm)]struct Password<'v> { // 表示对字段的长度进行了验证，要求长度在6个字符以上 #[field(validate = len(6..))] // 表示第一个字段必须等于第二个字段 #[field(validate = eq(self.second))] first: &'v str, // 表示第二个字段必须等于第一个字段。 #[field(validate = eq(self.first))] second: &'v str,}// 省略其他结构体和实现...// 定义了一个处理GET请求的函数 index，返回一个 Template 对象。// 这个函数用于渲染首页。#[get("/")]fn index() -> Template { Template::render("index", &Context::default())}// 定义了一个处理POST请求的函数 submit。// 这个函数接受一个 Form 对象，其中包含了表单的数据#[post("/", data = "<form>")]fn submit(form: Form<Submit<'_>>) -> (Status, Template) { // 通过检查 form.value 是否包含 Some(ref submission) 来判断表单是否提交。 let template = match form.value { // 如果提交了表单，打印提交的内容，并渲染 "success" 页面； Some(ref submission) => { println!("submission: {:#?}", submission); Template::render("success", &form.context) } // 否则，渲染 "index" 页面。 None => Template::render("index", &form.context), }; (form.context.status(), template)}// 定义了启动Rocket应用程序的函数。#[launch]fn rocket() -> _ { // 使用 rocket::build() 创建一个Rocket应用程序实例 rocket::build() // 并通过 .mount() 方法挂载路由。 // routes![index, submit] 定义了两个路由， // 分别映射到 index 和 submit 函数。 .mount("/", routes![index, submit]) // 添加了一个模板处理的Fairing（Rocket中的中间件） .attach(Template::fairing()) // 将静态文件服务挂载到根路径。 .mount("/", FileServer::from(relative!("/static")))}Warp[7] 是一个构建在 Tokio 之上的 Web 框架，而且是一个非常好的框架。它与我们之前看到的其他框架非常不同。
Warp 与 Axum 有一些共同的特点：它构建在 Tokio 和 Hyper 之上，并利用了 Tower 中间件。然而，它在方法上有很大的不同。Warp 是建立在 Filter trait 之上的。
在 Warp 中，我们构建一系列应用于传入请求的过滤器，并将请求传递到管道直到达到末端。过滤器可以链接，它们可以组合。这使我们能够构建非常复杂的管道，但仍然易于理解。
Warp 也比 Axum 更接近 Tokio 生态系统，这意味着我们可能会在没有任何粘合特性的情况下处理更多 Tokio 结构和概念。
Warp 采用非常功能化的方法，如果这是我们的编程风格，我们将喜欢 Warp 的表达能力和可组合性。当我们查看 Warp 代码片段时，它通常读起来像正在发生的事情的故事，这在 Rust 中能够实现是有趣且令人惊讶的。
然而，随着这些不同的函数和过滤器被链接在一起，Warp 中的类型变得非常长且非常复杂，而且难以理解。错误消息也是如此，可能是难以理解的一大堆文本。
Warp 是一个很棒的框架。但是，它「并不是最适合初学者的框架，也不是最流行的框架」。这意味着我们可能在寻找帮助和资源方面会更加困难。但它非常「适用于快速小型应用程序」！
来自其示例仓库的 WebSocket 聊天的 Warp 应用程序的简化示例：
// 定义了一个静态的原子 usize 计数器，用于为每个连接的用户分配唯一的用户ID。static NEXT_USER_ID: AtomicUsize = AtomicUsize::new(1);// 当前连接用户的状态。// 定义了一个类型别名 Users，它是一个原子引用计数的可读写锁的 HashMap，将用户ID映射到消息的发送器。// Arc 是原子引用计数的智能指针，RwLock 是读写锁。// - 键是其id// - 值是`warp::ws::Message`的发送器type Users = Arc<RwLock<HashMap<usize, mpsc::UnboundedSender<Message>>>>;#[tokio::main]async fn main() { // 创建了一个 users 变量，用于存储连接的用户信息 let users = Users::default(); // 将其包装成 Warp 过滤器，以便在不同的路由中共享用户状态。 let users = warp::any().map(move || users.clone()); // chat 路由处理 WebSocket 握手 let chat = warp::path("chat") // `ws()`过滤器将准备WebSocket握手... .and(warp::ws()) .and(users) // 调用 user_connected 函数处理 WebSocket 连接。 .map(|ws: warp::ws::Ws, users| { // 如果握手成功，将调用我们的函数。 ws.on_upgrade(move |socket| user_connected(socket, users)) }); // 处理 HTTP GET 请求，返回一个包含聊天室链接的 HTML 页面 let index = warp::path::end().map(|| warp::reply::html(INDEX_HTML)); let routes = index.or(chat); warp::serve(routes).run(([127, 0, 0, 1], 3030)).await;}async fn user_connected(ws: WebSocket, users: Users) { // 使用计数器为此用户分配新的唯一ID。 let my_id = NEXT_USER_ID.fetch_add(1, Ordering::Relaxed); eprintln!("new chat user: {}", my_id); // 将套接字拆分为消息的发送器和接收器。 let (mut user_ws_tx, mut user_ws_rx) = ws.split(); // 创建一个新的消息通道 (mpsc::unbounded_channel) 用于将用户的消息广播给其他用户 let (tx, rx) = mpsc::unbounded_channel(); let mut rx = UnboundedReceiverStream::new(rx); tokio::task::spawn(async move { // 不断接收用户的消息。一旦用户断开连接，就会退出这个循环。 while let Some(message) = rx.next().await { user_ws_tx .send(message) .unwrap_or_else(|e| { eprintln!("websocket send error: {}", e); }) .await; } }); //将发送器保存在我们的已连接用户列表中。 users.write().await.insert(my_id, tx); // 返回一个基本上是管理此特定用户连接的状态机的“Future”。 // 每当用户发送消息时，将其广播给 // 所有其他用户... while let Some(result) = user_ws_rx.next().await { let msg = match result { Ok(msg) => msg, Err(e) => { eprintln!("websocket error(uid={}): {}", my_id, e); break; } }; user_message(my_id, msg, &users).await; } // 只要用户保持连接，user_ws_rx流就会继续处理。一旦他们断开连接，那么... user_disconnected(my_id, &users).await;}// 处理用户发送的消息。它跳过非文本消息，将文本消息格式化为 <User#ID>: Message，然后将其广播给所有其他用户。async fn user_message(my_id: usize, msg: Message, users: &Users) { // 跳过任何非文本消息... let msg = if let Ok(s) = msg.to_str() { s } else { return; }; let new_msg = format!("<User#{}>: {}", my_id, msg); // 来自此用户的新消息，将其发送给所有其他用户（除了相同的uid）... for (&uid, tx) in users.read().await.iter() { if my_id != uid { if let Err(_disconnected) = tx.send(Message::text(new_msg.clone())) { // 发送器已断开连接，我们的`user_disconnected`代码 // 应该在另一个任务中执行，这里没有更多的事情要做。 } } }}async fn user_disconnected(my_id: usize, users: &Users) { eprintln!("good bye user: {}", my_id); // 流关闭，因此从用户列表中删除 users.write().await.remove(&my_id);}Tide[8] 是一个建立在 async-std 运行时之上的「极简主义 Web 框架」。极简主义的方法意味着我们得到了一个非常小的 API 表面。Tide 中的处理函数是 async fn，接受一个 Request 并返回一个 Response 的 tide::Result。提取数据或发送正确的响应格式由我们自行完成。
虽然这可能对我们来说是更多的工作，但也更直接，意味着我们完全掌控正在发生的事情。在某些情况下，能够离 HTTP 请求和响应如此近是一种愉悦，使事情变得更容易。
Tide 的中间件方法与我们从 Tower 中了解的类似，但 Tide 公开了 async trait crate，使实现变得更加容易。
来自其示例仓库的用户会话示例：
// async-std crate 提供的异步 main 函数。它返回一个 Result，表示可能的错误。#[async_std::main]async fn main() -> Result<(), std::io::Error> { // 使用 femme crate 启用颜色日志。这是一个美观的日志记录库，可以使日志输出更易读。 femme::start(); // 创建一个 Tide 应用程序实例 let mut app = tide::new(); // 添加一个日志中间件，用于记录请求和响应的日志信息。 app.with(tide::log::LogMiddleware::new()); // 添加一个会话中间件，用于处理会话数据。这里使用内存存储，并提供一个密钥（TIDE_SECRET），用于加密和验证会话数据。 app.with(tide::sessions::SessionMiddleware::new( tide::sessions::MemoryStore::new(), std::env::var("TIDE_SECRET") .expect( "Please provide a TIDE_SECRET value of at / least 32 bytes in order to run this example", ) .as_bytes(), )); // 添加一个 Before 中间件，它在处理请求之前执行。在这里，它用于增加访问计数，存储在会话中。 app.with(tide::utils::Before( |mut request: tide::Request<()>| async move { let session = request.session_mut(); let visits: usize = session.get("visits").unwrap_or_default(); session.insert("visits", visits + 1).unwrap(); request }, )); // 定义了一个处理根路径的GET请求的路由。这个路由通过 async move 来处理请求，获取会话中的访问计数，并返回一个包含访问次数的字符串。 app.at("/").get(|req: tide::Request<()>| async move { let visits: usize = req.session().get("visits").unwrap(); Ok(format!("you have visited this website {} times", visits)) }); // 定义了一个处理 "/reset" 路径的GET请求的路由。这个路由通过 async move 处理请求，将会话数据清除，然后重定向到根路径 app.at("/reset") .get(|mut req: tide::Request<()>| async move { req.session_mut().destroy(); Ok(tide::Redirect::new("/")) }); // 启动应用程序并监听在 "127.0.0.1:8080" 地址上。使用 await? 处理可能的启动错误。 app.listen("127.0.0.1:8080").await?; Ok(())}Poem[9] 声称自己是一个功能齐全但易于使用的 Web 框架。乍一看，它的使用方式与 Axum 非常相似，唯一的区别是它需要使用相应的宏标记处理程序函数。它还建立在 Tokio 和 Hyper 之上，完全兼容 Tower 中间件，同时仍然暴露自己的中间件特性。
Poem 的中间件特性也非常简单易用。我们可以直接为所有或特定的 Endpoint（Poem 表达一切都可以处理 HTTP 请求的方式）实现该特性，或者只需编写一个接受 Endpoint 作为参数的异步函数。
Poem 不仅与更广泛的生态系统中的许多功能兼容，而且还具有丰富的功能，包括对 OpenAPI 和 Swagger 文档的全面支持。它不仅限于基于 HTTP 的 Web 服务，还可以用于基于 Tonic 的 gRPC 服务，甚至在 Lambda 函数中使用，而无需切换框架。添加对 OpenTelemetry、Redis、Prometheus 等的支持，我们就可以勾选所有现代企业级应用程序 Web 框架的所有框。
Poem 仍然处于 0.x 版本，但如果保持势头并交付出色的 1.0 版本，这将是一个值得关注的框架！
来自其示例仓库的 WebSocket 聊天的缩写版本：
// 注解表示这是一个处理器函数，用于处理 WebSocket 请求#[handler]fn ws( // 提取了 WebSocket 路径中的名字参数 Path(name): Path<String>, // WebSocket 对象，表示与客户端的连接 ws: WebSocket, // 是一个数据提取器，用于获取广播通道的发送器。 sender: Data<&tokio::sync::broadcast::Sender<String>>,) -> impl IntoResponse { // 克隆了广播通道的发送器 sender。 let sender = sender.clone(); // 它订阅了广播通道，创建了一个接收器 receiver let mut receiver = sender.subscribe(); // 处理 WebSocket 连接升级 ws.on_upgrade(move |socket| async move { // 将连接的读写部分拆分为 sink 和 stream let (mut sink, mut stream) = socket.split(); // 从 WebSocket 客户端接收消息 // 如果是文本消息，则将其格式化为 {name}: {text} 的形式，并通过广播通道发送。 // 如果发送失败（例如，通道关闭），则任务终止。 tokio::spawn(async move { while let Some(Ok(msg)) = stream.next().await { if let Message::Text(text) = msg { if sender.send(format!("{name}: {text}")).is_err() { break; } } } }); // 从广播通道接收消息，并将其发送到 WebSocket 客户端 tokio::spawn(async move { while let Ok(msg) = receiver.recv().await { if sink.send(Message::Text(msg)).await.is_err() { break; } } }); })}#[tokio::main]async fn main() -> Result<(), std::io::Error> { // 使用 tide::Route 创建了一个路由，其中包括两个路径： // - / 路径处理 HTTP GET 请求，调用 index 函数。 // - /ws/:name 路径处理 WebSocket 请求，调用 ws 函数。 let app = Route::new().at("/", get(index)).at( "/ws/:name", // 通过 tokio::sync::broadcast::channel 创建一个广播通道； // 并通过 tokio::sync::broadcast::channel::<String>(32).0 // 获取其发送器，将其作为数据传递给 ws 处理函数 get(ws.data(tokio::sync::broadcast::channel::<String>(32).0)), ); // 创建了一个服务器实例 Server::new(TcpListener::bind("127.0.0.1:3000")) // 启动服务器，并等待其完成运行。 .run(app) .await}正如我们所见，Rust Web 框架的世界非常多样化。没有一种解决方案适用于所有情况，我们需要选择最符合我们需求的框架。如果我们刚刚开始，我建议我们选择 Actix 或 Axum，因为它们是最适合初学者的框架，而且它们有着出色的文档。
本文链接：http://www.28at.com/showinfo-26-39537-0.html你应该知晓的 Rust Web 框架
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