rust-patterns

# Rust Geliştirme Desenleri Güvenli, performanslı ve bakım yapılabilir uygulamalar oluşturmak için idiomatic Rust desenleri ve en iyi uygulamalar. ## Ne Zaman Kullanılır - Yeni Rust kodu yazma - Rust kodunu inceleme - Mevcut Rust kodunu refactor etme - Crate yapısı ve modül düzenini tasarlama ## Nasıl Çalışır Bu skill altı ana alanda idiomatic Rust kurallarını zorlar: derleme zamanında veri yarışlarını önlemek için ownership ve borrowing, kütüphaneler için `thiserror` ve uygulamalar için `anyhow` ile `Result`/`?` hata yayılımı, yasadışı durumları temsil edilemez yapmak için enum'lar ve kapsamlı desen eşleştirme, sıfır maliyetli soyutlama için trait'ler ve generic'ler, `Arc<Mutex<T>>`, channel'lar ve async/await ile güvenli eşzamanlılık ve domain'e göre düzenlenmiş minimal `pub` yüzeyleri. ## Temel İlkeler ### 1. Ownership ve Borrowing Rust'ın ownership sistemi derleme zamanında veri yarışlarını ve bellek hatalarını önler. ```rust // İyi: Ownership'e ihtiyacınız olmadığında referansları geçirin fn process(data: &[u8]) -> usize { data.len() } // İyi: Saklamak veya tüketmek için ownership alın fn store(data: Vec<u8>) -> Record { Record { payload: data } } // Kötü: Borrow checker'dan kaçınmak için gereksiz clone fn process_bad(data: &Vec<u8>) -> usize { let cloned = data.clone(); // İsraf — sadece borrow alın cloned.len() } ``` ### Esnek Ownership için `Cow` Kullanın ```rust use std::borrow::Cow; fn normalize(input: &str) -> Cow<'_, str> { if input.contains(' ') { Cow::Owned(input.replace(' ', "_")) } else { Cow::Borrowed(input) // Mutasyon gerekmediğinde sıfır maliyet } } ``` ## Hata İşleme ### `Result` ve `?` Kullanın — Production'da Asla `unwrap()` Kullanmayın ```rust // İyi: Hataları context ile yayın use anyhow::{Context, Result}; fn load_config(path: &str) -> Result<Config> { let content = std::fs::read_to_string(path) .with_context(|| format!("failed to read config from {path}"))?; let config: Config = toml::from_str(&content) .with_context(|| format!("failed to parse config from {path}"))?; Ok(config) } // Kötü: Hata durumunda panic fn load_config_bad(path: &str) -> Config { let content = std::fs::read_to_string(path).unwrap(); // Panic! toml::from_str(&content).unwrap() } ``` ### Kütüphane Hataları için `thiserror`, Uygulama Hataları için `anyhow` ```rust // Kütüphane kodu: yapılandırılmış, tiplendirilmiş hatalar use thiserror::Error; #[derive(Debug, Error)] pub enum StorageError { #[error("record not found: {id}")] NotFound { id: String }, #[error("connection failed")] Connection(#[from] std::io::Error), #[error("invalid data: {0}")] InvalidData(String), } // Uygulama kodu: esnek hata işleme use anyhow::{bail, Result}; fn run() -> Result<()> { let config = load_config("app.toml")?; if config.workers == 0 { bail!("worker count must be > 0"); } Ok(()) } ``` ### İç İçe Eşleştirme Yerine `Option` Combinator'ları ```rust // İyi: Combinator zinciri fn find_user_email(users: &[User], id: u64) -> Option<String> { users.iter() .find(|u| u.id == id) .map(|u| u.email.clone()) } // Kötü: Derinlemesine iç içe eşleştirme fn find_user_email_bad(users: &[User], id: u64) -> Option<String> { match users.iter().find(|u| u.id == id) { Some(user) => match &user.email { email => Some(email.clone()), }, None => None, } } ``` ## Enum'lar ve Desen Eşleştirme ### Durumları Enum'lar Olarak Modelleyin ```rust // İyi: İmkansız durumlar temsil edilemez enum ConnectionState { Disconnected, Connecting { attempt: u32 }, Connected { session_id: String }, Failed { reason: String, retries: u32 }, } fn handle(state: &ConnectionState) { match state { ConnectionState::Disconnected => connect(), ConnectionState::Connecting { attempt } if *attempt > 3 => abort(), ConnectionState::Connecting { .. } => wait(), ConnectionState::Connected { session_id } => use_session(session_id), ConnectionState::Failed { retries, .. } if *retries < 5 => retry(), ConnectionState::Failed { reason, .. } => log_failure(reason), } } ``` ### Kapsamlı Eşleştirme — İş Mantığı için Catch-All Yok ```rust // İyi: Her varyantı açıkça işle match command { Command::Start => start_service(), Command::Stop => stop_service(), Command::Restart => restart_service(), // Yeni bir varyant eklemek burada işlemeyi zorlar } // Kötü: Wildcard yeni varyantları gizler match command { Command::Start => start_service(), _ => {} // Stop, Restart ve gelecek varyantları sessizce yok sayar } ``` ## Trait'ler ve Generic'ler ### Generic Girişleri Kabul Et, Somut Türleri Döndür ```rust // İyi: Generic girdi, somut çıktı fn read_all(reader: &mut impl Read) -> std::io::Result<Vec<u8>> { let mut buf = Vec::new(); reader.read_to_end(&mut buf)?; Ok(buf) } // İyi: Birden fazla kısıtlama için trait bound'ları fn process<T: Display + Send + 'static>(item: T) -> String { format!("processed: {item}") } ``` ### Dinamik Dispatch için Trait Object'leri ```rust // Heterojen koleksiyonlara veya plugin sistemlerine ihtiyacınız olduğunda kullanın trait Handler: Send + Sync { fn handle(&self, request: &Request) -> Response; } struct Router { handlers: Vec<Box<dyn Handler>>, } // Performansa ihtiyacınız olduğunda generic'leri kullanın (monomorfizasyon) fn fast_process<H: Handler>(handler: &H, request: &Request) -> Response { handler.handle(request) } ``` ### Tip Güvenliği için Newtype Deseni ```rust // İyi: Farklı tipler argümanları karıştırmayı önler struct UserId(u64); struct OrderId(u64); fn get_order(user: UserId, order: OrderId) -> Result<Order> { // User ve order ID'lerini yanlışlıkla değiştiremezsiniz todo!() } // Kötü: Argümanları değiştirmek kolay fn get_order_bad(user_id: u64, order_id: u64) -> Result<Order> { todo!() } ``` ## Struct'lar ve Veri Modelleme ### Karmaşık Yapılandırma için Builder Deseni ```rust struct ServerConfig { host: String, port: u16, max_connections: usize, } impl ServerConfig { fn builder(host: impl Into<String>, port: u16) -> ServerConfigBuilder { ServerConfigBuilder { host: host.into(), port, max_connections: 100 } } } struct ServerConfigBuilder { host: String, port: u16, max_connections: usize } impl ServerConfigBuilder { fn max_connections(mut self, n: usize) -> Self { self.max_connections = n; self } fn build(self) -> ServerConfig { ServerConfig { host: self.host, port: self.port, max_connections: self.max_connections } } } // Kullanım: ServerConfig::builder("localhost", 8080).max_connections(200).build() ``` ## Iterator'lar ve Closure'lar ### Manuel Döngüler Yerine Iterator Zincirlerini Tercih Edin ```rust // İyi: Deklaratif, lazy, birleştirilebilir let active_emails: Vec<String> = users.iter() .filter(|u| u.is_active) .map(|u| u.email.clone()) .collect(); // Kötü: İmperatif biriktirme let mut active_emails = Vec::new(); for user in &users { if user.is_active { active_emails.push(user.email.clone()); } } ``` ### Tip Annotation ile `collect()` Kullanın ```rust // Farklı tiplere collect et let names: Vec<_> = items.iter().map(|i| &i.name).collect(); let lookup: HashMap<_, _> = items.iter().map(|i| (i.id, i)).collect(); let combined: String = parts.iter().copied().collect(); // Result'ları collect et — ilk hatada kısa devre yapar let parsed: Result<Vec<i32>, _> = strings.iter().map(|s| s.parse()).collect(); ``` ## Eşzamanlılık ### Paylaşılan Mutable State için `Arc<Mutex<T>>` ```rust use std::sync::{Arc, Mutex}; let counter = Arc::new(Mutex::new(0)); let handles: Vec<_> = (0..10).map(|_| { let counter = Arc::clone(&counter); std::thread::spawn(move || { let mut num = counter.lock().expect("mutex poisoned"); *num += 1; }) }).collect(); for handle in handles { handle.join().expect("worker thread panicked"); } ``` ### Mesaj Geçişi için Channel'lar ```rust use std::sync::mpsc; let (tx, rx) = mpsc::sync_channel(16); // Backpressure ile bounded channel for i in 0..5 { let tx = tx.clone(); std::thread::spawn(move || { tx.send(format!("message {i}")).expect("receiver disconnected"); }); } drop(tx); // Sender'ı kapat böylece rx iterator sonlanır for msg in rx { println!("{msg}"); } ``` ### Tokio ile Async ```rust use tokio::time::Duration; async fn fetch_with_timeout(url: &str) -> Result<String> { let response = tokio::time::timeout( Duration::from_secs(5), reqwest::get(url), ) .await .context("request timed out")? .context("request failed")?; response.text().await.context("failed to read body") } // Eşzamanlı görevler spawn et async fn fetch_all(urls: Vec<String>) -> Vec<Result<String>> { let handles: Vec<_> = urls.into_iter() .map(|url| tokio::spawn(async move { fetch_with_timeout(&url).await })) .collect(); let mut results = Vec::with_capacity(handles.len()); for handle in handles { results.push(handle.await.unwrap_or_else(|e| panic!("spawned task panicked: {e}"))); } results } ``` ## Unsafe Kod ### Unsafe Ne Zaman Kabul Edilebilir ```rust // Kabul edilebilir: Belgelenmiş değişmezlerle FFI sınırı (Rust 2024+) /// # Safety /// `ptr` başlatılmış bir `Widget`'a geçerli, hizalı bir pointer olmalıdır. unsafe fn widget_from_raw<'a>(ptr: *const Widget) -> &'a Widget { // SAFETY: çağıran ptr'nin geçerli ve hizalı olduğunu garanti eder unsafe { &*ptr } } // Kabul edilebilir: Doğruluk kanıtı ile performans-kritik yol // SAFETY: döngü sınırı nedeniyle index her zaman < len unsafe { slice.get_unchecked(index) } ``` ### Unsafe Ne Zaman Kabul EDİLEMEZ ```rust // Kötü: Borrow checker'ı atlamak için unsafe kullanma // Kötü: Kolaylık için unsafe kullanma // Kötü: Safety yorumu olmadan unsafe kullanma // Kötü: İlgisiz tipler arasında transmute etme ``` ## Modül Sistemi ve Crate Yapısı ### Tipe Göre Değil, Domain'e Göre Düzenle ```text my_app/ ├── src/ │ ├── main.rs │ ├── lib.rs │ ├── auth/ # Domain modülü │ │ ├── mod.rs │ │ ├── token.rs │ │ └── middleware.rs │ ├── orders/ # Domain modülü │ │ ├── mod.rs │ │ ├── model.rs │ │ └── service.rs │ └── db/ # Altyapı │ ├── mod.rs │ └── pool.rs ├── tests/ # Entegrasyon testleri