Rust + Actix + MongoDB：高性能 API 服务器完整构建指南

一. 为什么选择 Rust

在构建现代 API 服务器时，TypeScript、Go 和 Rust 是当前社区中最受欢迎的三种语言，各有优缺点：

TypeScript：生产效率高，但性能相对较低。
Go：在生产效率和性能之间取得平衡。
Rust：性能最佳，但开发效率相对较低。

尽管 Rust 学习曲线较陡，但其类型安全性和高性能特性使其成为构建高效、可靠 API 服务器的理想选择。

1. 类型安全

Rust 的类型系统强制开发者为所有数据类型提供完整定义，或者明确选择通用类型（如 serde_json::Value）。这种严格的类型检查显著降低了运行时错误的可能性，相比 TypeScript 更可靠。

2. 执行速度

Rust 执行速度接近 C/C++，且无需垃圾回收机制，内存管理高效。在垂直扩展场景中，Rust API 相较 Node.js 更具优势，可降低基础设施成本和复杂性。

3. 开发效率

虽然 Rust 的开发效率可能低于 TypeScript，但在处理数据库交互时，如使用 MongoDB 时无需额外库（如 Mongoose），简化了开发流程。高类型安全性还能降低长期维护成本。

二. 为什么选择 MongoDB

在本教程中，我们选择 MongoDB 作为数据库，原因如下：

快速设置：相比 PostgreSQL 等 SQL 数据库，MongoDB 安装和配置更简单。
类型安全：Rust 的类型系统可为 MongoDB 的无模式设计提供额外安全性和预测性。

如需手动安装 MongoDB，可参考其官方安装指南。

三. 项目目标

我们将构建一个用于管理遛狗预约的 API，主要数据结构和功能如下：

1. 数据结构

狗：记录宠物名字、年龄、品种。
主人：记录姓名、地址、联系方式。
预约：记录预约时间、持续时间及相关主人信息。

2. API 功能

POST /owner：添加主人信息。
POST /dog：为指定主人添加宠物。
POST /booking：创建预约。
GET /booking：获取未来预约并按时间排序。
PUT /booking/{id}/cancel：取消指定预约。

四. 环境准备

确保系统已安装 Rust 和 Cargo：

rustc --version
cargo --version

五. 创建新项目

使用 Cargo 创建新项目：

cargo new rust-web-server-tutorial

在 Cargo.toml 中添加依赖：

Actix：构建高性能 HTTP 服务器。
MongoDB Rust Driver：连接与操作 MongoDB。
Serde：序列化/反序列化数据。
Chrono：处理日期和时间。
Futures-util：处理异步流。

在 main.rs 添加 HTTP 服务器示例，并绑定到 http://localhost:5001。

六. 快速开发和调试

使用 cargo watch 实时监控代码更改并自动运行：

cargo watch -c -w src -x run

访问 http://localhost:5001，应看到返回文本“Hello Medium！”。

七. 文件结构设置

项目模块化结构：

rust-web-server-tutorial/

└── src/

    ├── main.rs

    ├── models/

    │   ├── booking_model.rs

    │   ├── dog_model.rs

    │   ├── mod.rs

    │   └── owner_model.rs

    ├── routes/

    │   ├── booking_route.rs

    │   ├── dog_route.rs

    │   ├── mod.rs

    │   └── owner_route.rs

    └── services/

        ├── db.rs

        └── mod.rs

创建文件命令：

cd src && \
mkdir models routes services && \
touch models/booking_model.rs models/dog_model.rs models/mod.rs models/owner_model.rs && \
touch routes/booking_route.rs routes/dog_route.rs routes/mod.rs routes/owner_route.rs && \
touch services/db.rs services/mod.rs && \
cd ..

八. 定义数据模型

1. 预约模型

Booking 数据结构表示预约记录，并使用 BookingRequest 结构体支持数据转换（实现 TryFrom 特性）。

2. 主人模型

Owner 数据结构包含姓名、地址和联系方式，可选字段使用 Option 类型。

3. 狗模型

Dog 数据结构记录宠物基本信息。

在 mod.rs 中公开模型供其他模块使用。

九. 数据库服务

在 services/db.rs 中定义 Database 结构体：

init：初始化 MongoDB 连接。
创建记录：添加主人、宠物和预约。
取消预约：更新预约状态为已取消。
获取预约：通过 MongoDB 聚合操作获取完整数据。

十. 添加 HTTP 路由

在 routes 中创建路由文件：

狗路由：处理宠物相关 API。
主人路由：处理主人 API。
预约路由：处理预约创建、查询和取消。

在 mod.rs 中公开路由，并在 main.rs 中连接到 HTTP 服务器。

十一. 测试和验证

使用 Postman 或 cURL 测试 API：

curl -X POST http://localhost:5001/owner -H "Content-Type: application/json" -d '{"name": "John Doe", "address": "123 Main St"}'

确保 API 功能正常运行。

十二. 总结

本教程展示了如何使用 Rust 和 Actix 构建高性能 API 服务器，并结合 MongoDB 管理数据存储。Rust 的类型安全和执行速度优势，使其成为构建可靠网络服务的理想选择。

原文链接: https://www.bretcameron.com/blog/how-to-build-an-api-server-with-rust