為什么選擇 Rust？

在構建現代 API 服務器時，TypeScript、Go 和 Rust 是當前社區中最受歡迎的三種語言。它們各有優缺點：

• TypeScript：生產效率高，但性能相對較差。
• Go：在生產效率和性能之間取得平衡。
• Rust：性能最佳，但開發效率較低。

盡管 Rust 的學習曲線較陡，但它的類型安全性和高性能使其成為構建高效、可靠 API 服務器的絕佳選擇。

類型安全

在 TypeScript 中，開發者可能會忽略對請求體或第三方數據源的詳細類型定義。而 Rust 的類型系統則強制開發者為所有數據類型提供完整的定義，或者明確選擇使用通用類型（如 serde_json 中的 Value 類型）。這種嚴格的類型檢查極大地降低了運行時錯誤的可能性。

執行速度

Rust 的執行速度接近 C 和 C++，并且由于沒有垃圾回收機制，其內存管理更加高效。這種高性能特性使得 Rust 應用在垂直擴展時比 Node.js 更具優勢，從而降低了基礎設施的成本和復雜性。

開發效率

雖然 Rust 的開發效率可能不如 TypeScript，但在某些場景下，Rust 的優勢反而更明顯。例如，在 Rust 中使用 MongoDB 不需要額外的庫（如 Mongoose），這簡化了開發流程。此外，Rust 的高類型安全性可以減少代碼維護成本，從長遠來看提高了整體生產力。

為什么選擇 MongoDB？

在本教程中，我們選擇 MongoDB 作為數據庫，原因如下：

1. 快速設置：相比 PostgreSQL 等 SQL 數據庫，MongoDB 的設置更為簡單。
2. 類型安全性：Rust 的類型系統為 MongoDB 的無模式設計提供了額外的安全性和可預測性。

如果您需要手動安裝 MongoDB，可以參考其官方安裝指南。

項目目標

我們將構建一個用于管理遛狗預約的 API。以下是項目的主要數據結構和功能：

數據結構

1. 狗：記錄寵物的名字、年齡和品種。
2. 主人：記錄主人的姓名、地址和聯系方式。
3. 預約：記錄預約的開始時間、持續時間以及相關的主人信息。

API 功能

• POST /owner：添加主人信息。
• POST /dog：為指定主人添加寵物信息。
• POST /booking：為指定主人創建預約。
• GET /booking：獲取所有未來的預約，按時間排序。
• PUT /booking/{id}/cancel：取消指定預約。

通過這些功能，您將能夠輕松管理遛狗預約，并為后續功能擴展打下基礎。

環境準備

在開始之前，請確保您的系統已安裝 Rust 和 Cargo。運行以下命令檢查安裝情況：

rustc --version
cargo --version

創建新項目

使用 Cargo 創建一個新的 Rust 項目：

cargo new rust-web-server-tutorial

接著，打開項目目錄下的 Cargo.toml 文件，并添加以下依賴項：

• Actix：用于構建高性能 HTTP 服務器。
• MongoDB：連接和操作 MongoDB 數據庫。
• Serde：用于序列化和反序列化數據。
• Chrono：處理日期和時間。
• Futures-util：處理異步流。

在項目的入口文件 main.rs 中，添加一個簡單的 HTTP 服務器示例，并綁定到 http://localhost:5001。

快速開發和調試

在開發過程中，您可以使用以下命令實時監控代碼更改并自動運行項目：

cargo watch -c -w src -x run

其中：

• -c：清除屏幕。
• -w src：僅監控 src 目錄中的文件。
• -x run：在檢測到更改時運行項目。

訪問 http://localhost:5001，您應該會看到返回的文本“Hello Medium！”。

文件結構設置

為了更好地組織代碼，我們將項目劃分為以下三個主要模塊：

1. models：定義數據庫和 HTTP 請求中使用的數據結構。
2. routes：定義 API 路由及其處理邏輯。
3. services：處理數據庫連接和操作。

項目的文件結構如下：

rust-web-server-tutorial/

└── src/

    ├── main.rs

    ├── models/

    │   ├── booking_model.rs

    │   ├── dog_model.rs

    │   ├── mod.rs

    │   └── owner_model.rs

    ├── routes/

    │   ├── booking_route.rs

    │   ├── dog_route.rs

    │   ├── mod.rs

    │   └── owner_route.rs

    └── services/

        ├── db.rs

        └── mod.rs

可以通過以下命令快速生成這些文件和目錄：

cd src && 
mkdir models routes services && 
touch models/booking_model.rs models/dog_model.rs models/mod.rs models/owner_model.rs && 
touch routes/booking_route.rs routes/dog_route.rs routes/mod.rs routes/owner_route.rs && 
touch services/db.rs services/mod.rs && 
cd ..

定義數據模型

預訂模型

定義 Booking 數據結構，用于表示數據庫中的預約記錄。同時，為了簡化用戶請求，我們創建了 BookingRequest 結構體，并實現了 TryFrom 特性以支持數據轉換。

主人模型

定義 Owner 數據結構，包含主人的姓名、地址和聯系方式。某些字段（如電子郵件）可能是可選的，因此使用了 Option 類型。

狗模型

定義 Dog 數據結構，記錄寵物的基本信息。

在 mod.rs 文件中公開這些模型，以便在其他模塊中使用。

數據庫服務

在 services/db.rs 文件中，定義一個 Database 結構體，用于管理 MongoDB 的連接和操作。通過 init 方法初始化數據庫連接，并實現以下功能：

1. 創建記錄：支持添加主人、寵物和預約。
2. 取消預約：更新預約狀態為已取消。
3. 獲取預約：通過 MongoDB 的聚合操作獲取完整的預約數據。

添加 HTTP 路由

在 routes 目錄下，為每個功能模塊創建對應的路由文件，并實現以下端點：

1. 狗路由：處理寵物相關的 API 請求。
2. 主人路由：處理主人相關的 API 請求。
3. 預約路由：處理預約的創建、查詢和取消。

在 mod.rs 文件中公開這些路由，并在 main.rs 中將其連接到 HTTP 服務器。

測試和驗證

使用 Postman 或 cURL 測試 API。例如：

curl -X POST http://localhost:5001/owner -H "Content-Type: application/json" -d '{"name": "John Doe", "address": "123 Main St"}'

通過這些測試，確保 API 的功能正常運行。

總結

通過本教程，您學習了如何使用 Rust 和 Actix 構建一個高性能的 API 服務器，并結合 MongoDB 實現數據存儲。雖然 Rust 的學習曲線較陡，但其高性能和類型安全性使其成為構建可靠網絡服務的理想選擇。

原文鏈接: https://www.bretcameron.com/blog/how-to-build-an-api-server-with-rust