Cargo 工作空间
在第 12 章中,我们构建了一个包含二进制 crate 和库 crate 的包。随着项目的发展,你可能会发现库 crate 越来越大,你想要将包进一步拆分为多个库 crate。Cargo 提供了一个叫做工作空间(workspaces)的功能,可以帮助管理多个相互关联、协同开发的包。
创建工作空间
工作空间(workspace)是一组共享同一个 Cargo.lock 和输出目录的包。让我们用工作空间来创建一个项目——我们会使用简单的代码,以便专注于工作空间的结构。组织工作空间有多种方式,我们只展示其中一种常见的方式。我们的工作空间将包含一个二进制 crate 和两个库 crate。二进制 crate 提供主要功能,并依赖于这两个库 crate。其中一个库 crate 提供 add_one 函数,另一个库 crate 提供 add_two 函数。这三个 crate 将属于同一个工作空间。我们先为工作空间创建一个新目录:
$ mkdir add
$ cd add
接下来,在 add 目录中创建 Cargo.toml 文件来配置整个工作空间。这个文件不会有 [package] 部分,而是以 [workspace] 部分开头,这样我们就可以向工作空间添加成员。我们还特意在工作空间中将 resolver 的值设置为 "3",以使用 Cargo 最新最好的解析算法:
Filename: Cargo.toml
[workspace]
resolver = "3"
接下来,我们在 add 目录中运行 cargo new 来创建 adder 二进制 crate:
$ cargo new adder
Created binary (application) `adder` package
Adding `adder` as member of workspace at `file:///projects/add`
在工作空间内运行 cargo new 还会自动将新创建的包添加到工作空间 Cargo.toml 中 [workspace] 定义的 members 键中,如下所示:
[workspace]
resolver = "3"
members = ["adder"]
此时,我们可以运行 cargo build 来构建工作空间。add 目录中的文件应该如下所示:
├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
├── adder
│ ├── Cargo.toml
│ └── src
│ └── main.rs
└── target
工作空间在顶层有一个 target 目录,编译产物会放在这里;adder 包没有自己的 target 目录。即使我们在 adder 目录内运行 cargo build,编译产物仍然会出现在 add/target 中,而不是 add/adder/target 中。Cargo 之所以这样组织工作空间的 target 目录,是因为工作空间中的 crate 之间本来就是要相互依赖的。如果每个 crate 都有自己的 target 目录,那么每个 crate 都必须重新编译工作空间中的其他 crate,才能将产物放到自己的 target 目录中。通过共享一个 target 目录,各个 crate 可以避免不必要的重复构建。
在工作空间中创建第二个包
接下来,让我们在工作空间中创建另一个成员包,命名为 add_one。生成一个名为 add_one 的新库 crate:
$ cargo new add_one --lib
Created library `add_one` package
Adding `add_one` as member of workspace at `file:///projects/add`
顶层的 Cargo.toml 现在会在 members 列表中包含 add_one 路径:
Filename: Cargo.toml
[workspace]
resolver = "3"
members = ["adder", "add_one"]
你的 add 目录现在应该有这些目录和文件:
├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
├── add_one
│ ├── Cargo.toml
│ └── src
│ └── lib.rs
├── adder
│ ├── Cargo.toml
│ └── src
│ └── main.rs
└── target
在 add_one/src/lib.rs 文件中,添加一个 add_one 函数:
Filename: add_one/src/lib.rs
pub fn add_one(x: i32) -> i32 {
x + 1
}
现在我们可以让包含二进制 crate 的 adder 包依赖包含库的 add_one 包。首先,需要在 adder/Cargo.toml 中添加对 add_one 的路径依赖。
Filename: adder/Cargo.toml
[dependencies]
add_one = { path = "../add_one" }
Cargo 不会假设工作空间中的 crate 之间存在相互依赖关系,所以我们需要显式声明依赖关系。
接下来,在 adder crate 中使用 add_one crate 的 add_one 函数。打开 adder/src/main.rs 文件,修改 main 函数来调用 add_one 函数,如示例 14-7 所示。
fn main() {
let num = 10;
println!("Hello, world! {num} plus one is {}!", add_one::add_one(num));
}
adder crate 中使用 add_one 库 crate让我们在顶层 add 目录中运行 cargo build 来构建工作空间!
$ cargo build
Compiling add_one v0.1.0 (file:///projects/add/add_one)
Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/add/adder)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.22s
要从 add 目录运行二进制 crate,可以通过 cargo run 的 -p 参数指定要运行的工作空间中的包名:
$ cargo run -p adder
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.00s
Running `target/debug/adder`
Hello, world! 10 plus one is 11!
这会运行 adder/src/main.rs 中的代码,它依赖于 add_one crate。
依赖外部包
注意工作空间只在顶层有一个 Cargo.lock 文件,而不是在每个 crate 的目录中各有一个。这确保了所有 crate 使用相同版本的所有依赖。如果我们将 rand 包添加到 adder/Cargo.toml 和 add_one/Cargo.toml 文件中,Cargo 会将它们解析为同一个版本的 rand,并记录在唯一的 Cargo.lock 中。让工作空间中的所有 crate 使用相同的依赖,意味着这些 crate 之间始终是兼容的。让我们在 add_one/Cargo.toml 文件的 [dependencies] 部分添加 rand crate,以便在 add_one crate 中使用它:
Filename: add_one/Cargo.toml
[dependencies]
rand = "0.8.5"
现在我们可以在 add_one/src/lib.rs 文件中添加 use rand;,然后在 add 目录中运行 cargo build 来构建整个工作空间,这会引入并编译 rand crate。我们会得到一个警告,因为我们并没有使用引入作用域的 rand:
$ cargo build
Updating crates.io index
Downloaded rand v0.8.5
--snip--
Compiling rand v0.8.5
Compiling add_one v0.1.0 (file:///projects/add/add_one)
warning: unused import: `rand`
--> add_one/src/lib.rs:1:5
|
1 | use rand;
| ^^^^
|
= note: `#[warn(unused_imports)]` on by default
warning: `add_one` (lib) generated 1 warning (run `cargo fix --lib -p add_one` to apply 1 suggestion)
Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/add/adder)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.95s
顶层的 Cargo.lock 现在包含了 add_one 对 rand 的依赖信息。然而,即使 rand 在工作空间的某处被使用了,我们也不能在工作空间的其他 crate 中使用它,除非也将 rand 添加到它们的 Cargo.toml 文件中。例如,如果我们在 adder 包的 adder/src/main.rs 文件中添加 use rand;,会得到一个错误:
$ cargo build
--snip--
Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/add/adder)
error[E0432]: unresolved import `rand`
--> adder/src/main.rs:2:5
|
2 | use rand;
| ^^^^ no external crate `rand`
要解决这个问题,需要编辑 adder 包的 Cargo.toml 文件,将 rand 也声明为它的依赖。构建 adder 包时会将 rand 添加到 Cargo.lock 中 adder 的依赖列表中,但不会额外下载 rand 的副本。Cargo 会确保工作空间中每个包里使用 rand 包的 crate 都使用相同的版本,只要它们指定了兼容的 rand 版本,这既节省了空间,也确保了工作空间中的 crate 之间相互兼容。
如果工作空间中的 crate 指定了同一依赖的不兼容版本,Cargo 会分别解析它们,但仍会尽量减少解析的版本数量。
为工作空间添加测试
作为另一个改进,让我们在 add_one crate 中为 add_one::add_one 函数添加一个测试:
Filename: add_one/src/lib.rs
pub fn add_one(x: i32) -> i32 {
x + 1
}
#[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
#[test]
fn it_works() {
assert_eq!(3, add_one(2));
}
}
现在在顶层 add 目录中运行 cargo test。在这样结构的工作空间中运行 cargo test 会运行工作空间中所有 crate 的测试:
$ cargo test
Compiling add_one v0.1.0 (file:///projects/add/add_one)
Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/add/adder)
Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.20s
Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/add_one-93c49ee75dc46543)
running 1 test
test tests::it_works ... ok
test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s
Running unittests src/main.rs (target/debug/deps/adder-3a47283c568d2b6a)
running 0 tests
test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s
Doc-tests add_one
running 0 tests
test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s
输出的第一部分显示 add_one crate 中的 it_works 测试通过了。第二部分显示在 adder crate 中没有找到任何测试,最后一部分显示在 add_one crate 中没有找到文档测试。
我们也可以在顶层目录中使用 -p 参数并指定 crate 名称,来运行工作空间中某个特定 crate 的测试:
$ cargo test -p add_one
Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.00s
Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/add_one-93c49ee75dc46543)
running 1 test
test tests::it_works ... ok
test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s
Doc-tests add_one
running 0 tests
test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s
这个输出表明 cargo test 只运行了 add_one crate 的测试,而没有运行 adder crate 的测试。
如果你要将工作空间中的 crate 发布到 crates.io,工作空间中的每个 crate 都需要单独发布。与 cargo test 类似,我们可以使用 -p 参数并指定要发布的 crate 名称来发布工作空间中的某个特定 crate。
作为额外的练习,请以类似 add_one crate 的方式向这个工作空间添加一个 add_two crate!
随着项目的增长,可以考虑使用工作空间:相比一大坨代码,工作空间让你能够使用更小、更易理解的组件。此外,将 crate 放在同一个工作空间中,可以让经常同时修改的 crate 之间更容易协调。