3. 使用 tokio::main 搭建异步入口

从同步 main 到异步入口

Rust 的 fn main() 本身是同步函数，不能直接 .await。要让 main 成为异步入口，需要先初始化一个异步运行时，再在运行时上驱动顶层 Future 直到完成。#[tokio::main] 宏正是把这两步自动展开：它把 async fn main 的函数体包装成一个 Future，并在同步 main 中调用运行时的 block_on 来执行它。

宏展开后的真实结构

下面这段代码是本节的核心写法：用 #[tokio::main] 标注 async fn main，在函数体内用 tokio::spawn 启动多个异步任务，并通过 JoinHandle 等待它们全部完成。

use tokio::time::{sleep, Duration};

async fn fetch(id: u32, ms: u64) -> u32 {
    sleep(Duration::from_millis(ms)).await;
    println!("task {id} done after {ms}ms");
    id * 10
}

#[tokio::main]
async fn main() {
    // 启动多个异步任务，立即返回 JoinHandle
    let h1 = tokio::spawn(fetch(1, 120));
    let h2 = tokio::spawn(fetch(2, 60));
    let h3 = tokio::spawn(fetch(3, 200));

    // 等待全部任务完成，收集结果
    let (r1, r2, r3) = tokio::join!(h1, h2, h3);

    println!("results: {:?} {:?} {:?}",
        r1.unwrap(), r2.unwrap(), r3.unwrap());
}

三个任务几乎同时被提交到运行时，各自按自己的延时推进；tokio::join! 并发等待三个 JoinHandle，因此总耗时接近最慢的那个任务（约 200ms），而不是三者之和（约 380ms）。

运行时初始化配置

默认的 #[tokio::main] 使用多线程运行时。若需要单线程运行时（例如在受限环境或需要确定性调度时），可以显式配置：

#[tokio::main(flavor = "current_thread")]
async fn main() {
    let h = tokio::spawn(async {
        println!("running on current_thread runtime");
    });
    h.await.unwrap();
}

多线程运行时（默认）会把任务分配到多个工作线程上并行执行，适合 CPU 与 IO 混合负载；current_thread 运行时只在当前线程上调度，任务之间仍是并发但不会跨线程并行。选择哪种取决于任务是否依赖多核并行，以及是否要求单线程语义。

任务启动与等待的关系

tokio::spawn 要求被派生的 Future 满足 Send + 'static，因为它可能被移动到其他工作线程执行。它立即返回 JoinHandle，任务在后台开始推进；JoinHandle 本身也是 Future，.await 它即可拿到任务返回值。若任务 panic，.await 会得到 Err(JoinError)，因此示例中用 unwrap() 显式暴露失败。

验证与观察要点

• 运行后应看到三个任务的完成顺序与延时一致：60ms 的任务先打印，120ms 次之，200ms 最后。
• 总耗时接近 200ms 而非 380ms，说明任务确实并发推进，而不是顺序等待。
• 把 #[tokio::main] 换成 #[tokio::main(flavor = "current_thread")]，输出顺序与结果不变，但任务在同一线程上交替推进。
• 若把 tokio::join! 换成依次 h1.await; h2.await; h3.await;，总耗时仍接近 200ms，因为任务在 spawn 时已开始推进；但若把 spawn 也去掉、直接顺序 await 三个 fetch，总耗时会变成约 380ms。