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Cargo 工作区

在第 12 章中，我们构建了一个包含二进制 crate 和库 crate 的包。随着项目的开发，您可能会发现库 crate 不断变大，您希望将包进一步拆分为多个库 crate。Cargo 提供了一种称为 工作区 的功能，可以帮助管理并行开发的多个相关包。

一个 工作区 是一组共享同一个 Cargo.lock 和输出目录的包。让我们创建一个使用工作区的项目——我们将使用简单的代码，这样我们可以专注于工作区的结构。有多种方式可以构建工作区，所以我们只展示一种常见的方式。我们将有一个包含一个二进制文件和两个库的工作区。这个二进制文件将提供主要功能，并依赖于这两个库。一个库将提供一个 add_one 函数，另一个库提供一个 add_two 函数。这三个包将是同一个工作区的一部分。我们首先为工作区创建一个新的目录：

$ mkdir add
$ cd add

接下来，在 add 目录中，我们创建 Cargo.toml 文件，该文件将配置整个工作区。此文件将没有 [package] 部分。相反，它将以 [workspace] 部分开始，这将允许我们向工作区添加成员。我们还通过将 resolver 设置为 "2" 来确保在工作区中使用最新和最强大的 Cargo 解析器算法。

通过指定包含我们二进制文件的包的路径；在这种情况下，该路径是adder：

文件名: Cargo.toml

[workspace]
resolver = "2"

接下来，我们将在 add 目录内通过运行 cargo new 来创建 adder 二进制 crate：

$ cargo new adder
    Creating binary (application) `adder` package
      Adding `adder` as member of workspace at `file:///projects/add`

在工作区中运行 cargo new 也会自动将新创建的包添加到工作区 Cargo.toml 中 [workspace] 定义的 members 键中，如下所示：

[workspace]
resolver = "2"
members = ["adder"]

此时，我们可以通过运行cargo build来构建工作区。您add目录中的文件应如下所示：

├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
├── adder
│   ├── Cargo.toml
│   └── src
│       └── main.rs
└── target

工作区在顶级目录下有一个 target 目录，编译后的文件将被放置到该目录中；adder 包没有自己的 target 目录。即使我们在 adder 目录内运行 cargo build，编译后的文件仍然会出现在 add/target 而不是 add/adder/target。Cargo 以这种方式在工作区中结构化 target 目录，因为工作区中的 crate 旨在相互依赖。如果每个 crate 都有自己的 target 目录，那么每个 crate 都必须重新编译工作区中的其他每个 crate，以将文件放置到自己的 target 目录中。通过共享一个 target 目录，crate 可以避免不必要的重新构建。

在工作区中创建第二个包

接下来，让我们在工作区中创建另一个成员包，并将其命名为add_one。更改顶级Cargo.toml以在members列表中指定add_one路径：

文件名: Cargo.toml

[workspace]
resolver = "2"
members = ["adder", "add_one"]

然后生成一个名为 add_one 的新库crate：

$ cargo new add_one --lib
    Creating library `add_one` package
      Adding `add_one` as member of workspace at `file:///projects/add`

您的 add 目录现在应该有这些目录和文件：

├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
├── add_one
│   ├── Cargo.toml
│   └── src
│       └── lib.rs
├── adder
│   ├── Cargo.toml
│   └── src
│       └── main.rs
└── target

在 add_one/src/lib.rs 文件中，让我们添加一个 add_one 函数：

文件名: add_one/src/lib.rs

pub fn add_one(x: i32) -> i32 {
    x + 1
}

现在我们可以有一个 adder 包，其中包含依赖于 add_one 包的二进制文件，该包中包含我们的库。首先，我们需要在 adder/Cargo.toml 中添加对 add_one 的路径依赖。

文件名: adder/Cargo.toml

[dependencies]
add_one = { path = "../add_one" }

Cargo 不假设工作区中的 crate 会相互依赖，因此我们需要明确指定依赖关系。

接下来，让我们在 adder crate 中使用 add_one 函数（来自 add_one crate）。打开 adder/src/main.rs 文件，并在顶部添加一行 use 语句，将新的 add_one 库 crate 引入作用域。然后更改 main 函数以调用 add_one 函数，如清单 14-7 所示。

Filename: adder/src/main.rs

use add_one;

fn main() {
    let num = 10;
    println!("Hello, world! {num} plus one is {}!", add_one::add_one(num));
}

Listing 14-7: Using the add_one library crate from the adder crate

让我们通过在顶级 add 目录中运行 cargo build 来构建工作区！

$ cargo build
   Compiling add_one v0.1.0 (file:///projects/add/add_one)
   Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/add/adder)
    Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.22s

要从 add 目录运行二进制 crate，我们可以通过使用 -p 参数和包名与 cargo run 指定要在工作区中运行的包：

$ cargo run -p adder
    Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.00s
     Running `target/debug/adder`
Hello, world! 10 plus one is 11!

这会运行 adder/src/main.rs 中的代码，该代码依赖于 add_one crate。

Depending on an External Package in a Workspace

注意，工作区只有一个位于顶级的Cargo.lock文件，而不是每个crate的目录中都有一个Cargo.lock。这确保了所有crate都使用所有依赖的同一版本。如果我们向adder/Cargo.toml和add_one/Cargo.toml文件中添加rand包，Cargo将把这两个都解析为rand的一个版本，并将其记录在唯一的Cargo.lock中。使工作区中的所有crate使用相同的依赖意味着这些crate将始终彼此兼容。让我们在add_one/Cargo.toml文件的[dependencies]部分中添加randcrate，以便我们可以在add_onecrate中使用randcrate：

文件名: add_one/Cargo.toml

[dependencies]
rand = "0.8.5"

我们现在可以将 use rand; 添加到 add_one/src/lib.rs 文件中，并通过在 add 目录下运行 cargo build 来构建整个工作区，这将引入并编译 rand crate。我们会收到一个警告，因为我们没有引用引入作用域的 rand：

$ cargo build
    Updating crates.io index
  Downloaded rand v0.8.5
   --snip--
   Compiling rand v0.8.5
   Compiling add_one v0.1.0 (file:///projects/add/add_one)
warning: unused import: `rand`
 --> add_one/src/lib.rs:1:5
  |
1 | use rand;
  |     ^^^^
  |
  = note: `#[warn(unused_imports)]` on by default

warning: `add_one` (lib) generated 1 warning (run `cargo fix --lib -p add_one` to apply 1 suggestion)
   Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/add/adder)
    Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.95s

顶级的Cargo.lock现在包含了add_one对rand的依赖信息。然而，即使rand在工作区的某个地方被使用，除非我们也将其添加到工作区中其他crate的Cargo.toml文件中，否则我们无法在这些crate中使用它。例如，如果我们向adder/src/main.rs文件中的adder包添加use rand;，我们将得到一个错误：

$ cargo build
  --snip--
   Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/add/adder)
error[E0432]: unresolved import `rand`
 --> adder/src/main.rs:2:5
  |
2 | use rand;
  |     ^^^^ no external crate `rand`

要解决这个问题，请编辑 Cargo.toml 文件中的 adder 包，并指明 rand 也是它的依赖项。构建 adder 包会将 rand 添加到 Cargo.lock 中 adder 的依赖项列表中，但不会下载额外的 rand 副本。Cargo 会确保工作区中每个包中使用 rand 包的每个 crate 都使用相同的版本，只要它们指定了兼容的 rand 版本，这为我们节省了空间，并确保工作区中的 crate 之间相互兼容。

如果工作区中的 crate 指定了相同依赖的不同版本，Cargo 将解析每个版本，但仍会尽量减少解析的版本数量。

Adding a Test to a Workspace

为了另一个增强，让我们在 add_one crate 中添加一个 add_one::add_one 函数的测试：

文件名: add_one/src/lib.rs

pub fn add_one(x: i32) -> i32 {
    x + 1
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn it_works() {
        assert_eq!(3, add_one(2));
    }
}

现在在顶级 add 目录中运行 cargo test。在像这样的工作区结构中运行 cargo test 将运行工作区中所有 crate 的测试：

$ cargo test
   Compiling add_one v0.1.0 (file:///projects/add/add_one)
   Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/add/adder)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.20s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/add_one-f0253159197f7841)

running 1 test
test tests::it_works ... ok

test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

     Running unittests src/main.rs (target/debug/deps/adder-49979ff40686fa8e)

running 0 tests

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

   Doc-tests add_one

running 0 tests

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

输出的第一部分显示 add_one crate 中的 it_works 测试通过了。下一部分显示 adder crate 中未找到测试，最后一部分显示 add_one crate 中未找到文档测试。

我们也可以通过使用 -p 标志并指定要测试的 crate 的名称，从顶级目录为工作区中的一个特定 crate 运行测试：

$ cargo test -p add_one
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.00s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/add_one-b3235fea9a156f74)

running 1 test
test tests::it_works ... ok

test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

   Doc-tests add_one

running 0 tests

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

这个输出显示 cargo test 只运行了 add_one crate 的测试，而没有运行 adder crate 的测试。

如果您将工作区中的 crate 发布到 crates.io，工作区中的每个 crate 都需要单独发布。像 cargo test 一样，我们可以通过使用 -p 标志并指定要发布的 crate 的名称来发布我们工作区中的特定 crate。

为了进行更多练习，请以与 add_one crate 类似的方式向此工作区添加一个 add_two crate！

随着您的项目增长，考虑使用工作区：理解较小的、独立的组件比理解一大块代码更容易。此外，如果这些 crate 经常同时更改，将它们放在一个工作区中可以更容易地协调这些 crate 之间的关系。

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