Rust 开发规范

SkillDev tools

Rust development guidelines (focused on the Axum + Tokio backend stack), covering toolchain, error handling, async pitfalls, module organization, dependency management, and testing standards

Available today. Use it from your connected AI after setup.

Connect ahel once, and every AI you use reads what you have installed.

Then ask your AI: use the Rust 开发规范 skill

What this skill tells your AI

The instructions your AI receives, as published by doccker/cc-use-exp in .claude/skills/rust-dev/SKILL.md and read by ahel’s review.

参考来源:Rust API Guidelines、Rust Async Book、tokio.rs、Axum 官方示例、Effective Rust

适用范围:后端 Web 服务(Axum + Tokio 路线)。CLI/wasm/嵌入式不在本规范覆盖范围内。


工具链

# 格式化
cargo fmt --all
# 静态检查,warning 当 error
cargo clippy --all-targets -- -D warnings
# 测试
cargo test --all-features
# CVE 扫描(独立安装)
cargo audit
# 许可证/重复依赖检查(独立安装)
cargo deny check
# 检测未使用依赖
cargo machete

edition:新项目默认 edition = "2024",老项目保持 2021 不强迁。

版本基线(写死,避免重复决策):

  • Tokio 1.x,Axum 0.8,tower-http 0.6
  • serde 1、tracing 0.1、tracing-subscriber 0.3
  • DB:sqlx 0.8(runtime-tokio-rustls)

命名约定

类型规则示例
模块/文件snake_caseuser_service.rs
函数/变量snake_casefetch_user, db_pool
类型/Trait/EnumUpperCamelCaseUserRepo, AppError
常量/静态SCREAMING_SNAKE_CASEMAX_RETRY
泛型单大写或 UpperCamelCaseT, Req, Resp
生命周期短小写'a, 'ctx

禁止commonutilhelperbase 等无意义模块名。模块按职责命名(apidbservice)。


模块组织

参照 apple-store-price-rs / org-site-backend 的实证拆分,按职责切文件,不堆 lib.rs

src/
├── main.rs          # 仅 bootstrap:日志初始化、读配置、建路由、启服务
├── config.rs        # 配置加载(env / toml)
├── error.rs         # AppError + IntoResponse impl
├── db.rs            # 数据库连接池/迁移
├── api.rs           # 路由聚合 + handler
├── service/         # 业务逻辑(无副作用层)
│   └── user.rs
└── models.rs        # 领域类型 + serde 派生

可见性pub(crate) 优先于 pub。只在确实要对外暴露时才用 pub


错误处理(核心)

分场景选边

场景选择理由
库 cratethiserror调用方需要按变体匹配
二进制应用顶层anyhow只关心"成功/失败 + 上下文"
跨边界(handler / 公共 API)自定义 AppError + IntoResponse控制对外错误形态

禁止生产代码出现:

  • .unwrap() / .expect()(仅测试和 const 上下文可用)
  • panic!()(仅用于"逻辑上不可达"且带 SAFETY 注释)

clippy 配置(在 Cargo.tomlclippy.toml):

[lints.clippy]
unwrap_used = "deny"
expect_used = "deny"
panic = "deny"

错误传播用 ?,跨类型用 From 实现自动转换:

#[derive(thiserror::Error, Debug)]
pub enum AppError {
    #[error("db error: {0}")]
    Db(#[from] sqlx::Error),
    #[error("not found")]
    NotFound,
    #[error("bad request: {0}")]
    BadRequest(String),
}

详见 references/async-axum.mdIntoResponse 实现。


异步编程红线

1. 阻塞调用必须丢到 spawn_blocking

// ❌ 在 async fn 里直接调用阻塞 API
let data = std::fs::read("big.bin")?;

// ✅
let data = tokio::task::spawn_blocking(|| std::fs::read("big.bin")).await??;

判定标准:CPU 密集 > 10ms、std::fsstd::thread::sleep、同步 DB driver、reqwest::blocking —— 都必须 spawn_blocking

2. 不要跨 .await 持有 std::sync::Mutex

// ❌ 编译能过,运行时死锁/性能崩溃
let g = std_mutex.lock().unwrap();
do_async().await;

// ✅ 用 tokio::sync::Mutex
let g = tokio_mutex.lock().await;
do_async().await;

3. Rc / RefCell 不能跨 .await:违反 Send 边界,编译报错,改用 Arc / Mutex

4. tokio::select! 分支必须取消安全

  • 取消安全 ✅:tokio::time::sleepchannel.recvtokio::io::AsyncRead 标记方法
  • 取消不安全 ❌:自己实现的 async fn(取消时可能丢数据)

不确定时,把状态保存到 select! 外部变量,分支只读写本地变量。

5. 优雅停机:用 tokio::signal::ctrl_c() + axum::serve(...).with_graceful_shutdown()

更多陷阱见 references/async-axum.md


所有权与借用最小集

函数参数

想要不要用
只读字符串&str&String
只读切片&[T]&Vec<T>
路径&Path&PathBuf / &str
字符串入参可能多种来源impl AsRef<str>多个重载

共享决策树

需要跨线程共享?
├── 否 → 用 Box<T> 或值传递
└── 是 → Arc<T>
        ├── 不可变共享 → Arc<T>
        ├── 读多写少 → Arc<RwLock<T>>
        └── 读写均衡 → Arc<Mutex<T>>

Clone 不是坏事,但循环内 Clone 大对象要警觉,考虑 ArcCow<'_, T>


Axum 实战要点

type AppState = Arc<InnerState>;

let app = Router::new()
    .nest("/api/users", user::routes())     // 按模块拆 + nest
    .layer(TraceLayer::new_for_http())       // 日志中间件
    .layer(TimeoutLayer::new(Duration::from_secs(30)))
    .with_state(state);
  • State 一律 Arc 包装,不要克隆裸结构体
  • Handler 错误类型实现 IntoResponse,统一对外形态(status + json body)
  • 路由按模块拆 fn routes() -> Router<AppState>,避免 main.rs 膨胀
  • 中间件走 tower-http:CORS / 超时 / 限流 / 日志 / 静态文件

详见 references/async-axum.md


依赖管理

版本指定Cargo.toml 默认 caret("1" 等价 ^1),不要锁死 =1.2.3 除非有兼容性问题。

features 显式声明,禁止盲依赖默认值:

# ✅ 显式开启需要的 feature
tokio = { version = "1", features = ["macros", "rt-multi-thread", "signal"] }
reqwest = { version = "0.12", default-features = false, features = ["json", "rustls-tls"] }

TLS 选 rustls,避免 openssl(跨平台编译麻烦)。

升级前先 dry-run

cargo update --dry-run
# 独立安装
cargo outdated

Cargo.lock 二进制项目必须提交,库项目不提交。


测试规范

// 异步测试用 #[tokio::test]
#[tokio::test]
async fn fetches_user() {
    let svc = test_service().await;
    let user = svc.find(1).await.unwrap();   // 测试代码可以 .unwrap()
    assert_eq!(user.name, "alice");
}

// 表驱动:可选用 rstest crate
#[rstest::rstest]
#[case(1, 2, 3)]
#[case(-1, 1, 0)]
fn adds(#[case] a: i32, #[case] b: i32, #[case] expected: i32) {
    assert_eq!(a + b, expected);
}
  • 单元测试#[cfg(test)] mod tests { ... } 紧贴被测代码
  • 集成测试tests/ 顶层目录,每个文件独立 crate
  • 测试中允许 .unwrap()(失败即测试失败,正是预期)

unsafe 红线

业务代码原则禁用 unsafe

如必须使用(FFI / 极端性能场景):

  1. 块前必须有 // SAFETY: ... 注释,说明保持的不变量
  2. 缩小 unsafe 块到最小范围
  3. 优先封装成 safe API 对外暴露
  4. 走 code review,单独标记审查

性能要点

陷阱解决
循环内 format! / 字符串拼接String::with_capacity + write!
Vec 频繁扩容Vec::with_capacity(n)
循环内 .clone() 大对象借用或 Arc
Box<dyn Trait> 滥用优先泛型 <T: Trait>(静态分发)
String 当 key优先 &strCow<'static, str>
阻塞 IO 在 async 里spawn_blocking(见异步章节)

性能分析:

cargo build --release
# 火焰图(独立安装)
cargo flamegraph
# criterion 基准测试
cargo bench

详细参考

文件内容
references/rust-style.md命名细则、From/TryFrom 规范、newtype 模式、迭代器优先
references/async-axum.mdspawn_blocking 边界、select! 取消安全、tower 中间件组合、IntoResponse 模式、shutdown 信号

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Aug 2026
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Source
github.com/doccker/cc-use-exp