前言

上一篇【Rust程式語言兼具Python與C優點】介紹Rust程式語言特點，這次我們透過程式實際見證它的威力，以Rust開發一個網站，可以提供各式的網頁(Html、CSS、JS、圖片...)服務。

簡單的網站

開發簡單的網站步驟如下：

1. 新增一個專案：在終端機或DOS視窗輸入下列指令，Windows使用者只需在檔案總管的路徑列輸入cmd即可。

cargo new simple_web_server

2. 修改simple_web_server\src\main.rs檔案內容。首先引進套件，相當於Python的import，以下均為內建模組。

use std::{
    fs,
    io::{prelude::*, BufReader},
    net::{TcpListener, TcpStream},
    thread,
    time::Duration,
};

3. 主程式：建立TCP Listener，監聽8000埠(port)，一旦收到請求就交由handle_connection函數處理。監聽的埠可任意指定，大於1024即可，瀏覽器輸入的URL需與本程式設定一致。

fn main() {
    // 建立 TCP Listener， 監聽 8000 埠(port)
    let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:8000").unwrap();

    // 接收到請求，由 handle_connection 處理
    for stream in listener.incoming() {
        let stream = stream.unwrap();
        handle_connection(stream);
    }
}

4. 定義handle_connection函數：上一步驟有呼叫handle_connection函數，進行連線處理，這裡僅單純顯示瀏覽器提出的請求(Request)內容。

fn handle_connection(mut stream: TcpStream) {
    // 讀取請求(Request)內容
    let buf_reader = BufReader::new(&mut stream);
    let request_line = buf_reader.lines().next().unwrap().unwrap();
    let mut file_name = "";
    let mut status_line = "";
    // 判斷第一行內容
    match request_line.as_str() {
        "GET / HTTP/1.1" | "GET /index.html HTTP/1.1" => {
            // 準備回應內容
            status_line = "HTTP/1.1 200 OK";
            // 讀取 index.html 內容
            file_name = "index.html";
            },
        "GET /register.html HTTP/1.1" => {
            // 準備回應內容
            status_line = "HTTP/1.1 200 OK";
            // 讀取 index.html 內容
            file_name = "register.html";
            },
        _ => {
            // 準備回應內容：404 無此網頁
            status_line = "HTTP/1.1 404 NOT FOUND";
            // 讀取 404.html 內容
            file_name = "404.html";
            },
    }
    let contents = fs::read_to_string(file_name).unwrap();
    // 計算 index.html 內容長度
    let length = contents.len();
    // 回應要求
    let response =
        format!("{status_line}\r\nContent-Length: {length}\r\n\r\n{contents}");    
    stream.write_all(response.as_bytes()).unwrap();
}

說明如下：
. 讀取瀏覽器提出的請求(Request)內容：逐行讀取。

    // 讀取請求(Request)內容
    let buf_reader = BufReader::new(&mut stream);
    let request_line = buf_reader.lines().next().unwrap().unwrap();

. 判斷第一行內容：如為【/】即傳回首頁(index.html)，如為【/register.html】傳回register.html，其他則傳回404.html，表無此網頁。

    // 判斷第一行內容
    match request_line.as_str() {
        "GET / HTTP/1.1" | "GET /index.html HTTP/1.1" => {
            ...
            file_name = "index.html";
            },
        "GET /register.html HTTP/1.1" => {
            ...
            file_name = "register.html";
            },
        _ => {
            ...
            file_name = "404.html";
            },
    }

. 回應要求，回傳Html檔案內容。

    let contents = fs::read_to_string(file_name).unwrap();
    // 計算 index.html 內容長度
    let length = contents.len();
    // 回應要求
    let response =
        format!("{status_line}\r\nContent-Length: {length}\r\n\r\n{contents}");    
    stream.write_all(response.as_bytes()).unwrap();

5. 程式就這麼簡單，接著在專案資料夾放入Html檔案，如下：
   

6. 進行建置與執行。

cd simple_web_server
cargo run

6. 在瀏覽器輸入http://localhost:8000 ，畫面如下。
   

7. 可點選【註冊】，可連結到register.html。
   !

8. 可輸入http://localhost:8000/1 ，會得到404.html內容。
   https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20240819/20001976zYqssJUIi6.png

加入並行處理(Concurrency)

以上程式有個缺點，每個請求都要依序處理，前面的請求未處理完，後面的請求就必須等待，因此，我們可以使用Rust強項，加入並行處理(Concurrency)，讓每個請求(Request)都可以獨立執行，不互相影響。Amazon開發一個套件Tokio，可以讓我們輕鬆開發並行處理的應用程式。
步驟如下：

1. 新增專案。

cargo new tokio_web_server

2. 加入Tokio套件。

cargo add tokio -F full

3. 引用tokio套件。

use tokio::net::TcpListener;
use tokio::net::TcpStream;
use tokio::fs;
use tokio::io::{self, BufReader, AsyncBufReadExt};
use tokio::io::AsyncReadExt; // for read_to_end()

4. 將主程式改用Tokio並行處理的寫法：main要加註解#[tokio::main]，且改為非同步(async)。

#[tokio::main]
async fn main() {
    // 建立 TCP Listener， 監聽 8000 埠(port)
    let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:8000").await.unwrap();

    // 接收到請求，由 handle_connection 處理
    loop {
        let (stream, _) = listener.accept().await.unwrap();
        
        tokio::spawn(async {
            handle_connection(stream).await;
        });
    }
}

5. 其他內容就大同小異了，請參閱GitHub範例。

6. 筆者把reveal.js的展示網頁放入專案資料夾，在瀏覽器輸入http://localhost:8000 ，畫面如下，瞬間就變成簡報工具了。
   

結語

使用Rust開發生產力雖不及Python，但是，效能、記憶體的掌控及安全性，就不是Python可以比擬的，大家一起來玩玩吧。

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Rust雖然具備諸多優點，但學習曲線陡峭，因此筆者最近剛完成【Rust 最佳入門與實戰】一書的撰寫，希望能與讀者分享Rust開發心得，內容除了Rust語言的入門、設計典範(Design patterns)外，也著重應用的探討，包括網頁、WebAssembly、桌面程式、資料庫、機器學習/深度學習、區塊鏈…等。

本文相關範例放在這裡，【Rust 最佳入門與實戰】還有各式各樣的範例供大家下載。