使用 AsyncFn* 重构 Boluo Web 框架的异步闭包约束

这几天闲暇时，我对 boluo 框架的异步闭包约束完成了重构，核心优化点：让异步闭包能够返回借用其捕获值的 Future。

本次重构基于 Rust 1.85.0 已稳定的 AsyncFn* 系列 Trait 实现，但想完成本次重构，还需要依赖返回类型标注（return_type_notation）。这一关键特性目前尚未稳定，它使我们可以标记 AsyncFn* 返回的 Future 具备 Send 特性。

因此，为使用该不稳定特性，我切换至 Rust Nightly 编译器完成开发，并将重构后的代码放到独立的分支 nightly-async-closures。等以后该特性稳定后，再将本次改动合并进主分支。

注：由于 AsyncFn* 的返回类型标注语法尚未最终确定，本次重构通过同样未稳定的 async_fn_traits 特性，实现了标记异步闭包返回的 Future 为 Send 的核心需求。

有什么不同？

有些人可能并不明白 AsyncFn* 解决了什么问题，下面我用几段简单的代码进行说明，希望能够帮助你理解此问题。

首先我们先构建新旧两种方案的异步闭包约束：

rust

// 旧方案：基于 Fn 约束
fn old_async_closures<F, Fut>(f: F)
where
    F: Fn() -> Fut,
    Fut: Future<Output = ()>,
{
}

// 新方案：基于 AsyncFn 约束
fn new_async_closures<F>(f: F)
where
    F: AsyncFn(),
{
}

这两种约束基本上是等价的，平时使用也几乎没有什么区别：

rust

// 都可以通过编译
old_async_closures(|| async {});
new_async_closures(|| async {});

old_async_closures(async || {});
new_async_closures(async || {});

这里需要指出：async || {} 是原生 AsyncFn 闭包；|| async {} 是返回 Future 的普通 Fn 闭包。

唯一的差异在于，返回的 Future 能否借用闭包的捕获值：

rust

// 编译失败！无法让 Future 借用闭包捕获的外部变量
let s = String::from("boluo");
old_async_closures(move || async {
    println!("{s}");
});

rust

// 编译通过！完美支持借用捕获的变量
let s = String::from("boluo");
new_async_closures(async move || {
    println!("{s}");
});

你可能会发现，这种写法看似可以正常运行：

rust

let s = String::from("boluo");
old_async_closures(|| async {
    println!("{s}");
});
new_async_closures(|| async {
    println!("{s}");
});

但这并不代表旧方案支持借用。

编译器很聪明，它发现闭包只需要捕获 s 的引用即可，于是 Future 只是复制了这份引用，并没有真正去借用闭包内部捕获的变量。

试想一下，如果 old_async_closures 真的拿走了 s 的所有权，那后面的 new_async_closures 根本就无法再使用变量 s 了。

使用 AsyncFn* 重构 Boluo Web 框架的异步闭包约束

有什么不同？

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