面试题：Rust中Tokio的异步流处理

Question

使用Tokio的异步流（`Stream`）相关特性，创建一个异步流，它每隔1秒生成一个从1开始递增的数字。然后创建另一个异步任务来消费这个流，当数字能被3整除时打印该数字。请实现这个功能，并阐述Tokio异步流的优势以及`StreamExt` trait的作用。

Answer 1

use tokio::stream::{self, StreamExt};
use tokio::time::{sleep, Duration};

#[tokio::main]
async fn main() {
    let numbers_stream = stream::iter(1..)
        .map(|num| async move {
            sleep(Duration::from_secs(1)).await;
            num
        })
        .flatten();

    let consumer = tokio::spawn(async move {
        numbers_stream.for_each(|num| async {
            if num % 3 == 0 {
                println!("{} is divisible by 3", num);
            }
        }).await;
    });

    consumer.await.unwrap();
}

Tokio异步流的优势

1. 高效的资源利用：Tokio的异步流基于异步I/O和非阻塞操作，允许在等待I/O操作完成时执行其他任务，从而提高系统资源的利用率，特别是在处理大量并发任务时，避免了线程的阻塞和上下文切换开销。
2. 简洁的异步编程模型：异步流提供了一种简洁的方式来处理异步迭代数据，通过Stream trait和相关的扩展方法（如StreamExt），可以使用类似于同步迭代器的语法来处理异步数据流，使异步编程更易于理解和维护。
3. 灵活的组合和转换：可以方便地对异步流进行组合、转换和过滤等操作，例如使用map、filter、for_each等方法，以满足不同的业务需求。

StreamExt trait的作用

StreamExt trait为Stream trait提供了一系列的扩展方法。这些方法极大地增强了Stream的功能，使得处理异步流更加方便。例如：

• map方法：可以将流中的每个元素进行转换，类似于同步迭代器中的map，只不过这里处理的是异步操作。
• filter方法：用于过滤流中的元素，只保留满足特定条件的元素。
• for_each方法：对每个元素执行一个异步闭包，在这里我们就使用它来消费流中的数据，并打印出能被3整除的数字。通过这些扩展方法，可以在不改变Stream trait本身的基础上，为异步流增加丰富的操作能力。