Rust 搭建一个小程序运行环境的方法详解

2022-05-23 11:43:55 作者：Finbird

rust是一门比较新的编程语言，2015年5月15日，Rust编程语言核心团队正式宣布发布Rust 1.0版本，本文给大家介绍Rust 搭建一个小程序运行环境，以iOS 为例介绍开发环境的准备，感兴趣的朋友跟随小编一起看看吧

搭建一个FinClip社区版docker运行环境，安装设置Rust开发编译iOS代码的环境，设置xcode的项目配合，集成FinClip SDK，准备好实现从FinClip小程序到Rust算法逻辑的端到端融合。

本篇以 iOS 为例介绍开发环境的准备。

从零到一：构建一个能运行小程序的App

我们先从FinClip官网下载最新的FinClip SDK，解压后应获得 FinApplet.framework、FinAppletExt.framework、FinAppletWebRTC.framework、FinAppletBLE.framework 等一系列库。

用 xcode 创建一个新项目，简单起见我们建一个基于 Objective-C 的 Storyboard。

此处注意，我们要小心命名这个 App 并记住它的 Bundle ID，如下图，我们这个App 的 Bundle ID 是 com.finogeeks.rustful.clip。

然后把 FinClip SDK 解压包里的 FinApplet.framework 添加至工程里，注意勾选“Copy items if needed”。

在macOS 11.1以上使用xcode较新的版本（笔者所用版本为13.0）编译上述项目，会出现报错无法继续，如果你有这个情况，可在项目Build Settings处作以下配置。

clip.xcodeproj Building for iOS Simulator, but the linked and embedded framework 'FinApplet.framework' was built for iOS + iOS Simulator

报错信息

Apple 从 Xcode 12.3 开始推荐使用 xcframework 替代 Framework，本文所依赖的FinClip SDK 2.36.5 尚未提供 xcframework 版本，所以有上述问题，编译过程且有系列warning，但不影响运行。在未来版本应会被解决。

FinClip SDK 中包含 x86_64 架构，便于我们开发时用模拟器调试。本文主要目的是试验在 iOS 上 FinClip 小程序和 Rust 代码的集成，以能运行在 simulator 为要。但是x86_64 架构的 SDK，打包上传应用市场时会报错，如何打包时自动去除模拟器架构的脚本，可以让我们既可以用模拟器开发调试，又能正常提交应用市场，不在本文探讨范围，详情可参考官网iOS集成。

FinClip 安全沙箱的初始化

FinClip SDK 代码库成功编译构建至 App后，是时候进行代码集成。这里包括注册生成 SDK Key 和 SDK Secret，用最少至仅 4 行代码即可在 App 中把 FinClip SDK 初始化，准备好加载运行 FinClip 小程序。

获得 SDK Key 以及 SDK Secret 的两种方式

FinClip 技术分成端侧和云（服务器）侧两大部分，端侧即 FinClip SDK，云（服务器)侧则是 FinClip 小程序管理中心/小程序商店，用于实时、动态管理小程序的上下架以及小程序开发者的管理（正如你所熟悉的互联网小程序平台一样）。凡泰极客提供整套方案的两种部署使用方式：

FinClip.com Managed Service 方式：即由凡泰极客运行云侧，开发者把小程序的上下架管理托管。从而降低自己在服务器端的运维成本
On-Premise 方式：即由开发者或开发者所在的机构，自行部署运维FinClip服务器侧，自行管理自己的开发者，自行管控自己的小程序开发生态。普通开发者也可以自行免费体验和使用社区版（功能和企业版版无异），在一台个人电脑即可以运行完整环境。

取决于我们打算用谁的服务器端，则 SDK Key 和SDK Secret 需要在该服务器生成，因为最终 App 所嵌入的 SDK 需要被所连接的目标服务器作安全授权。

方式一：采用 FinClip.com 托管服务

这是最简单直接的方式，也就是说我们准备开发的小程序，将上架至 FinClip.com。（注意：本系列所描述内容的验证，需要使用自己部署安装的社区版。FinClip.com服务在此为了完整起见作简单介绍）。

首先，需到 FinClip.com 注册一个开发者账户。

其次，登录后在管理页面「应用管理-新增合作应用」，添加要集成 SDK 的目标应用。

具体操作详情见关联移动端应用

你将获得类似以下的 Key 和 Secret：

准备把它们粘贴、复制至初始化的代码中。

方式二：自行部署 FinClip 社区版

如果阁下按捺不止自己动手搭建一套 FinClip、拥有一个自己掌控的小程序商店，那么也可以轻而易举的在自己的开发环境部署个社区版（作为前置条件，注意先安装好 docker 相关工具）：

mkdir my-finclip
cd my-finclip
sudo sh -c "$(curl -fsSL https://static.finogeeks.club/deploy/mop/release/install.sh)"

成功安装后，在上述目录下运行：

docker-compose up -d

假如你用 MacOS 上的 Docker Desktop，打开 Dashboard 应能看到下图，其中每一个 container 都应该处于 running 状态（除了mop-init "EXITED(0)" 为正常）。

此时 FinClip 管理后台（分成面向开发者的“企业端”以及面向运营管理者的“运营端”）可通过以下 URL 访问：

企业端：“http://127.0.0.1:8000/mop/mechanism/#/login
运营端：http://127.0.0.1:8000/mop/operate/#/login

登录企业端与运营端的默认用户名为“finclip@finogeeks.com”，密码为“123Abc”。

首先，我们自己扮演管理角色，在运营端登记自己准备开发移动端应用的 Bundle ID，Bundle ID 是你在 Apple App Store 或者某个 Android 应用商店准备发布的 App 的应用标识。

在这里作为例子，我们新增了一个 Bundle ID "com.finogeeks.rustful.clip"（记得之前在 Xcode 创建 App 的时候所定义的名字）:

输入后在 FinClip 也关联了同样的 Bundle ID

其次，我们扮演开发者角色，到企业端中，添加一款合作应用，姑且称之为 rust-ios，并关联相应的 Bundle ID：

至此，我们把以下信息关联了起来：

我们要开发的 App 名称，在这个例子里，叫“rust-ios”
这个 App 的 Bundle ID 是：com.finogeeks.rustful.clip，它将适用于iOS和Android，虽然在本文我们只针对 iOS 作开发。我们首先是在xcode创建项目的时候采用了这个 ID，现在我们把它登记到 FinClip，目的是让平台知道一个小程序可以运行在什么 App 中；
FinClip SDK 嵌入到这个 App 时，需要使用一对指定的 Key 以及 Secret 去对接服务器端
服务器端，取决于你用的是 FinClip.com的托管/SaaS 服务，还是用自己部署的社区版。前者的 API Server是api.finclip.com；后者的话，缺省是127.0.0.1:8000。

FinClip SDK 在 App 中的初始化

现在我们准备好在 Xcode 创建的 clip 项目中写初始化 SDK 的代码。在AppDelegate.m，加入以下代码：

//
//  AppDelegate.m
//  clip
//
#import "AppDelegate.h"
#import <FinApplet/FinApplet.h>
@interface AppDelegate ()
@end
@implementation AppDelegate
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
    NSString *appKey = @"22LyZEib0gLTQdU3MUauARgvo5OK1UkzIY2eR+LFy28NAKxKlxHnzqdyifD+rGyG";
    FATConfig *config = [FATConfig configWithAppSecret:@"8fe39ccd4c9862ae" appKey:appKey];
    config.apiServer = @"http://127.0.0.1:8000";
    [[FATClient sharedClient] initWithConfig:config error:nil];
    [[FATClient sharedClient] setEnableLog:YES];
    return YES;
}
#pragma mark - UISceneSession lifecycle
- (UISceneConfiguration *)application:(UIApplication *)application configurationForConnectingSceneSession:(UISceneSession *)connectingSceneSession options:(UISceneConnectionOptions *)options {
    // Called when a new scene session is being created.
    // Use this method to select a configuration to create the new scene with.
    return [[UISceneConfiguration alloc] initWithName:@"Default Configuration" sessionRole:connectingSceneSession.role];
}
- (void)application:(UIApplication *)application didDiscardSceneSessions:(NSSet<UISceneSession *> *)sceneSessions {
    // Called when the user discards a scene session.
    // If any sessions were discarded while the application was not running, this will be called shortly after application:didFinishLaunchingWithOptions.
    // Use this method to release any resources that were specific to the discarded scenes, as they will not return.
}
@end

Rust 开发环境的准备

安装R ust 环境比较简单，例如在 Mac/Linux上，一行脚本即可：

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

其他相关内容可参考官网。

为了能把 Rust 代码编译成 iOS、Android 的组件库，我们需要安装一些平台架构的target：

# Android targets
rustup target add aarch64-linux-android armv7-linux-androideabi i686-linux-android x86_64-linux-android
# iOS targets
rustup target add aarch64-apple-ios armv7-apple-ios armv7s-apple-ios x86_64-apple-ios i386-apple-ios

此外，我们还需要安装两个工具，用于构建 iOS 的 universal library，以及从 Rust 代码生成 C/C++ 头文件，供 Objective-C/Swift 的项目在导入静态库时使用：

# 安装 Xcode build tools（如果已经安装，请忽略）
xcode-select --install
# 这个cargo subcommand用于构建iOS上的universal library
cargo install cargo-lipo
# 这个工具用于自动生成 C/C++11 头文件
cargo install cbindgen
# 在Android环境，请先安装Android Studio和NDK，但不在本文讨论范围
cargo install cargo-ndk

关于 cargo-lip 的介绍，可以看这里，关于 cbindgen，可以参考这里。但实际上你也可以以后有兴趣慢慢看，知其然不知其所然在这里没毛病，不影响使用。

Rust 代码编译成 iOS 静态库的验证

在开始正式的开发前，我们可以写一个简单的“Hello World”验证一下上述环境。首先用 cargo 创建一个新的 Rust 的 Library 工程类型的项目，原因是我们会把这个library 导入到 iOS 的项目中并把其中函数注册至 FinClip SDK 供小程序侧通过 JavaScript 接口调用。

cargo new --lib hello

Cargo 自动生成以下目录：

hello
   |--src
   |    |--lib.rs
   |--Cargo.toml

我们的 Cargo.toml 如下：

[package]
name = "rustylib"
version = "0.1.0"
authors = ["me <finclip@finogeeks.com>"]
edition = "2021"
[lib]
name = "rustylib"
# 构建iOS和Android版本需要的两个crate
crate-type = ["staticlib", "lib"]
# 编译Android版时需要，本文不涉及，但列出在此供Android开发者参考
[target.'cfg(target_os = "android")'.dependencies]
jni = { version = "0.19.0", default-features = false }

现在我们修订一下 lib.rs。因为这个实验项目并不是为了简单跑一个 Rust 'Hello World'，而是为了验证输出一个可以供异构语言调用的 C Library，所以在这里我们用了 Rust FFI（Foreign Function Interface）来写（看上去比“正常”的'Hello World'复杂）：

// lib.rs
use std::ffi::{CStr, CString};
use std::os::raw::c_char;
#[cfg(target_os = "android")]
mod android;
#[no_mangle]
pub unsafe extern "C" fn hello(to: *const c_char) -> *mut c_char {
    let c_str = CStr::from_ptr(to);
    let recipient = match c_str.to_str() {
        Ok(s) => s,
        Err(_) => "you",
    };
    CString::new(format!("From Rust: {}", recipient))
        .unwrap()
        .into_raw()
}
#[no_mangle]
pub unsafe extern "C" fn hello_release(s: *mut c_char) {
    if s.is_null() {
        return;
    }
    drop(CString::from_raw(s));
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn hello_world() {
    println!("Hello, World");
}

Rust 编译器编译代码时，会修改我们定义的函数名称，增加一些用于其编译过程的额外信息。为了使 Rust 函数能在其它语言（例如Objective-C、Swift）中被调用，必须禁用 Rust 编译器的名称修改功能。所以我们使用了 no_mangle 的函数属性声明去指示编译这些准备注册到 FinClip SDK 的函数。

另外，我们还使用了 extern "C"的声明，以告知编译器这些被如此声明的函数是为了供 Rust 以外的其他语言代码调用，编译器需要保证按C语言的标准规范去编译输出。

其他更多关于 FFI（Foreign Function Interface）以及 unsafe 等 Rust 语言的能力，不是本文焦点，可参考 Rust 相关方面的内容。在本系列后面的章节也会继续涉及。

为了能验证一下上述函数能否运行，我们编写一个测试例子：

cd hello
mkdir examples
touch examples/test.rs

一个简单的测试如下：

// test.rs
use std::ffi::{CStr, CString};
use rustylib::{hello, hello_release};
fn main() {
    let input = CString::new("Hello, world!").unwrap();
    unsafe {
        let c_buf = hello(input.as_ptr());
        let slice = CStr::from_ptr(c_buf);
        println!("{}", slice.to_str().unwrap());
        hello_release(c_buf);
    }
}

在 hello 项目的根目录下，运行测试：

cargo run --example test

应产生如下结果：

Blocking waiting for file lock on build directory
Compiling rustylib v0.1.0 (/Users/myself/projects/hello)
Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 5.89s
Running `target/debug/examples/test`
From Rust: Hello, world!

现在可以尝试为 iOS 进行编译：

$ cargo lipo --release

我们可以检查一下生成的静态库：

lipo -info target/aarch64-apple-ios/release/librustylib.a                         Non-fat file: target/aarch64-apple-ios/release/librustylib.a is architecture: arm64
ipo -info target/x86_64-apple-ios/release/librustylib.a                       
Non-fat file: target/x86_64-apple-ios/release/librustylib.a is architecture: x86_64

但我们用于开发的是一个合并了上述两个架构的通用库 Fat library，在以下目录中：

ls -l target/universal/release/librustylib.a

要在 iOS 验证这部分代码，可以先生成一个 C 的头文件，在 hello 这个 Rust 项目的根：

cbindgen src/lib.rs -l c > rustylib.h

然后把这个头文件添加至AppDelegate.m，再对其进行修订，把'hello'和'hello_release'直接按C的方式调用一下即可。代码非常简单，不在此赘述。但是在xcode中需要把上述生成的librustylib.a以及rustylib.h添加至项目中（如果不是iOS开发者不熟悉xcode，可以跳过本部分验证，继续阅读本系列后续篇章的详细介绍）。

至此，我们把iOS Native App、FinClip SDK和Rust library三个部分集成起来，接下来的内容，将是聚焦开发一个比“Hello World”复杂点的、确实适合用Rust实现的library，并让它通过FinClip小程序来展现人机交互的界面。开发过程所用到的工具有点多，你需要：

xcode：用于编译构建“壳”应用，以及通过simulator测试你的应用
FinClip IDE：用于开发调试小程序
FinClip.com（或者运行在你本地电脑上的FinClip社区版）的企业端和运营端
vscode以及一些有助于开发测试Rust代码的extension（当然，你也可以用其他vscode替代工具）

对于首次开发Rust的朋友，在vscode推荐安装以下extension：

Better TOML，用于支持Cargo.toml文件的syntax highlight
crates，用于支持Cargo.toml中crate的版本依赖关系管理
rust-analyzer，似乎优于官方的rust extension
CodeLLDB，能支持C++、Rust等编译语言的debugger
Tabnine AI Auto-complete，一句话，智能好使

到此这篇关于Rust 搭建一个小程序运行环境的文章就介绍到这了,更多相关Rust 小程序运行环境内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！