Cargo: Rust 的社区 crate 托管服务

2014 年 11 月 20 日 · Alex Crichton

今天我很高兴地宣布，crates.io 已上线并准备就绪。该网站是发现/下载 Rust crate 的中心位置，并且 Cargo 今天就可以开始向其发布了。在接下来的几个月里，我们希望勇敢的早期采用者们能帮助我们测试这个注册表，使其久经考验。

在 Rust 本身明年年初稳定之前，注册表依赖项需要经常更新。生产环境用户可能希望在此之前继续使用 Git 依赖项。

什么是 Cargo？

Cargo 是一个面向 Rust 的、用 Rust 编写的包管理器。管理依赖项是一个根本性的难题，但幸运的是，在过去十年中，包管理器的设计取得了很大进展。Cargo 由 Carl Lerche 和 Yehuda Katz 设计，沿袭了 Bundler 和 NPM 等成功项目的传统。

  1. Cargo 利用 crates.io 培养一个繁荣的 crate 社区，其中的 crate 可以轻松地相互协作，并能持续多年。

  2. Cargo 使开发者摆脱了管理依赖项的烦恼，并确保所有协作者构建的是相同的代码。

  3. Cargo 让你的依赖项能够指定如何构建它们，并为你管理整个构建过程。

Cargo 上的社区

为了感受 Cargo 如何实现其目标，让我们看看它的一些核心机制。

声明依赖项

Cargo 让依赖第三方代码就像依赖标准库一样简单。使用 Cargo 时，每个 crate 都有一个相关的清单（manifest）来描述自身及其依赖项。添加新的依赖项现在就像在清单中添加一行一样简单，这种便捷性使得 Cargo 在短短几个月内就促成了一个庞大且不断增长的 Rust 项目和库网络，这在以前是根本不可能的。

然而，仅靠 Cargo 并非完整的解决方案。发现依赖项仍然困难，并且无法保证这些依赖项在未来多年内都可用。

crates.io

为了与 Cargo 配合使用，中心化的 crates.io 网站作为发布和发现库的单一位置。这个仓库作为 crate 随时间推移发布的永久存储，以确保项目在多年后也能始终使用完全相同的版本进行构建。到目前为止，Cargo 用户主要只是直接从 GitHub 仓库下载依赖项，但现在主要来源将转移到 crates.io。

其他编程语言社区在采用这种中心化仓库形式方面取得了巨大成功。例如，rubygems.org 是你获取 Bundler 依赖项的一站式商店，而 npmjs.org 仅本月下载量就超过了 6 亿次！我们希望 crates.io 能在 Rust 生态系统中扮演类似的角色，作为 Rust 1.0 版本长期稳定的重要基础设施。

版本控制与可复现构建

在过去几年里，语义化版本（Semantic Versioning）的概念越来越受欢迎，作为库开发者在进行破坏性更改时，与用户轻松清晰沟通的一种方式。语义化版本的核心思想很简单：每个新版本被归类为次版本或主版本，只有主版本才能引入破坏性变更。Cargo 允许你为依赖项指定版本范围，默认含义是“兼容于”。

在指定版本范围时，应用程序通常会请求同一 crate 的多个版本，Cargo 通过选择每个请求的主版本的最高版本（“稳定代码”）来解决这个问题。这极大地鼓励使用稳定发布版本，同时仍然允许不稳定代码（例如 1.0 之前版本和 Git 版本）的重复存在。

一旦依赖项及其版本集被计算出来，Cargo 会生成一个Cargo.lock 文件来编码这些信息。然后这个“锁文件”会分发给应用程序的协作者，以确保跨时间、跨机器、跨环境的构建中，所构建的 crate 保持一致。

构建代码

到目前为止，我们已经了解了 Cargo 如何在管理使用哪个版本的同时，促进社区项目的发现和重用。现在 Cargo 只需解决实际编译所有这些代码的问题了！

由于对它正在构建的 Rust 代码有深入的了解，Cargo 能够提供一些不错的标准功能以及一些 Rust 特有的功能。

  • 默认情况下，Cargo 会尽可能并行地构建多个 crate。这不仅适用于并行构建上游依赖项，也适用于本地 crate 的各种项，如测试套件、二进制文件和单元测试。

  • Cargo 提供开箱即用的单元测试支持，既支持 crate 本身的单元测试，也支持集成测试形式。这甚至包括示例程序，以确保它们不会失效。

  • Cargo 为依赖图中的所有 crate 生成文档，并且它甚至可以运行Rust 的文档测试，以确保文档中的示例保持最新。

  • Cargo 可以在编译任何 crate 之前运行构建脚本（build script），以执行诸如代码生成、编译原生依赖项或检测本地系统上的原生依赖项等任务。

  • Cargo 提供开箱即用的交叉编译支持。交叉编译只需简单地指定 --target 选项即可完成，Cargo 将管理诸如为正确平台编译插件及其他构建依赖项等任务。

还有哪些计划？

crates.io 的发布是推动 Cargo 生态系统向前发展的关键一步，但故事并未就此结束。crates.io 的使用架构是基于稳定的编译器（stable compiler）的，这应该很快就会到来！此外，还有一些 crates.io 的扩展，例如托管文档服务或 CI 构建基础设施钩子，这些都可以使用 crates.io API 构建出来。

这仅仅是 crates.io 的开始，我很高兴能开始从一个地方找到所有的 Rust crate。我迫不及待地想看到注册表在 1.0 版本时的样子，我只能想象 1.0 版本之后会是什么样子！