一、?問題
我們需要執(zhí)行 CPU 密集型或系統(tǒng)級編程任務，而hex.pm中沒有好的解決方案，在這個例子中，我們假設沒有好的方法可以使用 Elixir 進行圖像處理。
通常情況下，有一個名為image的高質量 Rust 庫聲稱它就是解決方案！但是糟糕，我們的整個應用程序已經用 Elixir 編寫了，我們真的不知道如何很好地使用Rust。
Elixir 如何轉向 Rust 代碼以實現高性能操作？
二、解決方案
輸入rustler，這個庫旨在使使用 Rust 及其包生態(tài)系統(tǒng)變得簡單。讓我們開始吧！
按照入門指南，首先將rustler添加到我們的mix.exs文件中：
一旦我們運行mix deps.get使用內置的 mix 任務來生成我們的空 rust 項目：
mix rustler.new
This is the name of the Elixir module the NIF module will be registered to.
Module name > MyApp.RustImage
This is the name used for the generated Rust crate. The default is most likely fine.
Library name (myapp_rustimage) > rust_image
* creating native/rust_image/.cargo/config.toml
* creating native/rust_image/README.md
* creating native/rust_image/Cargo.toml
* creating native/rust_image/src/lib.rs
* creating native/rust_image/.gitignore
Ready to go! See /Users/me/projects/my_app/native/rust_image/README.md for further instructions
你應該去打開它README.md，但我會幫你省去麻煩，我們需要制作一個 Elixir 模塊，其中l(wèi)ib/my_app/rust_image.ex包含以下內容：
defmodule MyApp.RustImage do
use Rustler, otp_app: :my_app, crate: "rust_image"
# When your NIF is loaded, it will override this function.
def add(_a, _b), do: :erlang.nif_error(:nif_not_loaded)
end
從那時起，我們準備好做一些 Rust。默認的生成器給了我們一個add/2實現的函數讓native/rust_image/src/lib.rs我們來看看
#[rustler::nif]
fn add(a: i64, b: i64) -> i64 {
a + b
}
rustler::init!("Elixir.MyApp.RustImage", [add]);
三、什么是 NIF？
Native Implemented Functions 是 BEAM 允許進程直接調用本地函數的方法。他們通常有大量的樣板文件，你需要認真清理內存、處理錯誤和確保安全。幸運的是，這就是 Rust 的全部！例如這里是 Erlang NIF 教程。我們不需要做任何這些！
我們的超級優(yōu)化代碼將添加兩個大小為 i64 的整數并返回結果。請注意此處 Rustler 的特定部分：
- #[rustler::nif]是一個宏，告訴 Rustler 將此函數公開為 NIF。
- rustler::init!("Elixir.MyApp.RustImage", [add]);這將初始化 Erlang NIF 運行時，以便 beam 可以將add/2函數放在模塊上Elixir.MyApp.RustImage并替換我們留下的存根。
這太棒了?？纯催@是否有效，讓我們開火iex -S mix
iex(1)> MyApp.RustImage.add(100, 20)
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如果第一次一切正常，你應該已經看到 cargo 在發(fā)布模式下構建應用程序并在打開 iex 術語之前成功。如果你還沒有安裝 Rust，它會顯示一個錯誤，你可以按照通常的方式安裝 Rust 。
Rustler 甚至很聰明，會自動重新編譯，保持 iex 打開并更改我們的lib.rs
#[rustler::nif]
fn add(a: i64, b: i64) -> i64 {
a + b + 1
}
保存然后再次打開正在運行的 iex 會話：
iex(2)> r(MyApp.RustImage)
... truncated output of cargo doing it's thing an maybe some beam warnings
{:reloaded, [MyApp.RustImage]}
iex(3)> MyApp.RustImage.add(1,1)
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極好的！我們得到了相同的工作流程和與 Elixir 一起工作的好處，而對 Rust 的煩惱最少。
四、圖片
首先將我們的圖像依賴項添加到我們的Cargo.toml文件中：
[dependencies]
rustler = "0.27.0"
image = "0.24.6"
然后改變我們lib.rs創(chuàng)建一個函數，它接受一個input路徑，一個output路徑，quality并將任何圖像更改為具有我們設置質量的 JPEG。
use image::io::Reader as ImageReader;
use image::codecs::jpeg::JpegEncoder;
use std::fs::File;
#[rustler::nif]
fn jpg(input: String, output: String, quality: i64) -> Result<String, String> {
let img = ImageReader::open(&input).unwrap().decode().unwrap();
let out_file = std::fs::File::create(&output).unwrap();
let mut jpg = JpegEncoder::new_with_quality(&out_file, quality as u8);
jpg.encode_image(&img).unwrap();
Ok(output.to_string())
}
// add code...
rustler::init!("Elixir.MyApp.RustImage", [add, jpg]);
我們還想更新我們的 RustImage 模塊以包含一個存根jpg/3，但這留給讀者作為練習。
現在讓我們試試吧！iex -S mix
iex(1)> MyApp.RustImage.jpg("input.png", "output.jpeg", 75)
{:ok, "output.jpeg"}和繁榮！我們已將 PNG 轉換為 JPEG，質量為 75%。
五、做一個良好的 BEAM 公民
我們還應該在這里考慮一件事，那就是 CPU 負載。雖然此功能可能會在我們的筆記本電腦上立即運行，但在部署時可能需要更長時間才能共享 CPU/RAM。
而且因為 BEAM 直接運行我們的代碼，它會鎖定運行時直到它完成運行。我們所說的直接意思是，當使用 NIF 時，beam 會像對待任何其他代碼一樣對待它，主要的警告是它不能自動搶占 Rust 代碼。
在 BEAM 上，這是一個大問題，因為整個運行時都希望能夠隨時在數百萬個進程之間切換上下文。
幸運的是 Rustler 和 BEAM 團隊已經想到了這一點并給了我們一個解決方案。只需將該宏更改為此jpeg即可
-- #[rustler::nif]
++ #[rustler::nif(schedule = "DirtyCpu")]
這告訴 Rustler 和 BEAM 以一種在它工作時不會阻塞整個世界的方式自動安排它。再次令人驚嘆，這被稱為 DirtyNif，當你通過 C 手動使用它時，使用起來會更加困難。
六、部署
使用 Docker 將其部署到 Fly.io 并不是那么自動，我們需要進行一些小的更改，以便我們的 Docker 環(huán)境可以構建 Rust。首先，通過在我們的 Elixir 構建步驟之前添加一個構建步驟來更新 Dockerfile：
#... ARG stuff..
FROM rust:1.68.0 as rust
# install build dependencies
RUN apt-get update -y && apt-get install -y build-essential git \
&& apt-get clean && rm -f /var/lib/apt/lists/*_*
workdir /app
COPY native/rust_images ./
RUN cargo rustc --release
#..Elixir builder.....
# compile assets
RUN mix assets.deploy
#NEW STUFF
COPY --from=rust /app/target/release/librust_images.so priv/native/librust_images.so
#/NEW
# Compile the release
RUN mix compile
然后更新我們config/prod.exs添加以下行：
config :my_app, MyApp.RustImage,
crate: :rust_image,
skip_compilation?: true,
load_from: {:my_app, "priv/native/librust_image"}
我們在這里所做的是在其自己的 Docker 構建器上下文中構建庫，因此它與我們其余的 Docker 步驟并行運行并且可以輕松緩存。然后我們告訴 Rustler 跳過編譯并直接從我們放置它的地方加載它。
我們都準備好了，fly deploy你就可以出發(fā)了！
七、討論
關于結合使用 NIF 和 Rust 的強大功能，我們只是真正觸及了皮毛。從加載海量數據集到做科學研究再到通過 WebRTC 進行連接，Rust 社區(qū)已經構建了一套令人印象深刻的包和工具，現在我們也可以使用這些包和工具。Rustler 使之成為可能！
原文鏈接：https://fly.io/phoenix-files/elixir-and-rust-is-a-good-mix/
