rust.mdx

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sidebar_position: 5
sidebar_label: Rust
title: Rust Connector
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import Preparition from "./_preparition.mdx"

[![Crates.io](https://img.shields.io/crates/v/libtaos)](https://crates.io/crates/libtaos) ![Crates.io](https://img.shields.io/crates/d/libtaos) [![docs.rs](https://img.shields.io/docsrs/libtaos)](https://docs.rs/libtaos)

`libtaos` 是 TDengine 的官方 Rust 语言连接器。Rust 语言开发人员可以通过它开发存取 TDengine 数据库的应用软件。`libtaos` 使用不同的 “特性（Rust Cargo 包管理关键字 features）” 提供对通过客户端驱动程序（taosc）原生连接和使用 REST 连接 TDengine 数据库。以下是可使用的特性列表：

| 启用特性 | 支持平台              | 说明                                                              |
| -------- | --------------------- | ----------------------------------------------------------------- |
| default  | Windows, Linux        | 使用 TDengine 客户端驱动（taosc），支持 STMT 接口和行协议接口     |
| rest     | Windows, Linux, macOS | 使用 HTTP REST API 接口（rest），适用于全平台                     |
| (+)r2d2  | -                     | 使用 [r2d2] 提供的连接池接口，需要与 default 或 rest 特性配合使用 |

:::warning

Rust 连接器仍然在快速开发中，1.0 之前无法保证其向后兼容，请使用时注意版本及对应的文档。*

:::

## 版本支持

| 驱动  |  平台   |            最小支持版本            |
| :---: | :-----: | :--------------------------------: |
| taosc | Windows | 2.0.20.10 (行协议接口 >= 2.4.0.0)  |
| taosc |  Linux  |  2.0.6.0 (行协议接口 >= 2.4.0.0)   |
| rest  |   All   | 2.0.0.0 (不支持 STMT 和行协议接口) |

建议使用 2.4 版本以上的 TDengine，以避免已知问题。

## 安装前准备

* 安装 Rust 开发工具链
<Preparition />

之后可以按照如下说明在 [Rust](https://rust-lang.org) 项目中添加 [libtaos][libtaos] 依赖：

### 使用客户端驱动

在 `Cargo.toml` 文件中添加 [libtaos][libtaos]：

```toml
[dependencies]
# use default feature
libtaos = "*"
```

### 使用 REST 接口

在 `Cargo.toml` 文件中添加 [libtaos][libtaos]，并启用 `rest` 特性。

```toml
[dependencies]
# use rest feature
libtaos = { version = "*", features = ["rest"]}
```

### 使用连接池

选择使用客户端驱动或 REST 接口，并在 `Cargo.toml` 中启用 `r2d2` 特性。

```toml
[dependencies]
# with taosc
libtaos = { version = "*", features = ["r2d2"] }
# or rest
libtaos = { version = "*", features = ["rest", "r2d2"] }
```

## 建立连接

[TaosCfgBuilder] 为使用者提供构造器形式的 API，以便于后续创建连接或使用连接池。

```rust
let cfg: TaosCfg = TaosCfgBuilder::default()
    .ip("127.0.0.1")
    .user("root")
    .pass("taosdata")
    .db("log") // do not set if not require a default database.
    .port(6030u16)
    .build()
    .expect("TaosCfg builder error");
}
```

现在您可以使用该对象创建连接：

```rust
let conn = cfg.connect()?;
```

连接对象可以创建多个：

```rust
let conn = cfg.connect()?;
let conn2 = cfg.connect()?;
```

可以在应用中使用连接池：

```rust
let pool = r2d2::Pool::builder()
    .max_size(10000) // 最大连接数
    .build(cfg)?;

// ...
// Use pool to get connection
let conn = pool.get()?;
```

之后您可以对数据库进行相关操作：

```rust
async fn demo() -> Result<(), Error> {
    // get connection ...

    // create database
    conn.exec("create database if not exists demo").await?;
    // change database context
    conn.exec("use demo").await?;
    // create table
    conn.exec("create table if not exists tb1 (ts timestamp, v int)").await?;
    // insert
    conn.exec("insert into tb1 values(now, 1)").await?;
    // query
    let rows = conn.query("select * from tb1").await?;
    for row in rows.rows {
        println!("{}", row.into_iter().join(","));
    }
}
```

## 使用示例

| 程序路径       | 程序说明                                                                      |
| -------------- | ----------------------------------------------------------------------------- |
| [demo.rs]      | 基本API 使用示例                                                              |
| [bailongma-rs] | 使用 TDengine 作为存储后端的 Prometheus 远程存储 API 适配器，使用 r2d2 连接池 |

## API 参考

### 连接构造器 API

[Builder Pattern](https://doc.rust-lang.org/1.0.0/style/ownership/builders.html) 构造器模式是 Rust 处理复杂数据类型或可选配置类型的解决方案。[libtaos] 实现中，使用连接构造器 [TaosCfgBuilder] 作为 TDengine Rust 连接器的入口。[TaosCfgBuilder] 提供对服务器、端口、数据库、用户名和密码等的可选配置。

使用 `default()` 方法可以构建一个默认参数的 [TaosCfg]，用于后续连接数据库或建立连接池。

```rust
let cfg = TaosCfgBuilder::default().build()?;
```

使用构造器模式，用户可按需设置：

```rust
let cfg = TaosCfgBuilder::default()
    .ip("127.0.0.1")
    .user("root")
    .pass("taosdata")
    .db("log")
    .port(6030u16)
    .build()?;
```

使用 [TaosCfg] 对象创建 TDengine 连接：

```rust
let conn: Taos = cfg.connect();
```

### 连接池

在复杂应用中，建议启用连接池。[libtaos] 的连接池使用 [r2d2] 实现。

如下，可以生成一个默认参数的连接池。

```rust
let pool = r2d2::Pool::new(cfg)?;
```

同样可以使用连接池的构造器，对连接池参数进行设置：

```rust
    use std::time::Duration;
    let pool = r2d2::Pool::builder()
        .max_size(5000) // 最大连接数
        .max_lifetime(Some(Duration::from_minutes(100))) // 每个连接的最长存活时间
        .min_idle(Some(1000)) // 最小空闲连接数
        .connection_timeout(Duration::from_minutes(2)) // 连接超时时间
        .build(cfg);
```

在应用代码中，使用 `pool.get()?` 来获取一个连接对象 [Taos]。

```rust
let taos = pool.get()?;
```

### 连接

[Taos] 结构体是 [libtaos] 中的连接管理者，主要提供了两个 API：

1. `exec`: 执行某个非查询类 SQL 语句，例如 `CREATE`，`ALTER`，`INSERT` 等。

    ```rust
    taos.exec().await?;
    ```

2. `query`：执行查询语句，返回 [TaosQueryData] 对象。

    ```rust
    let q = taos.query("select * from log.logs").await?;
    ```

    [TaosQueryData] 对象存储了查询结果数据和返回的列的基本信息（列名，类型，长度）：

    列信息使用 [ColumnMeta] 存储：

    ```rust
    let cols = &q.column_meta;
    for col in cols {
        println!("name: {}, type: {:?}, bytes: {}", col.name, col.type_, col.bytes);
    }
    ```

    逐行获取数据：

    ```rust
    for (i, row) in q.rows.iter().enumerate() {
        for (j, cell) in row.iter().enumerate() {
            println!("cell({}, {}) data: {}", i, j, cell);
        }
    }
    ```

需要注意的是，需要使用 Rust 异步函数和异步运行时。

[Taos] 提供部分 SQL 的 Rust 方法化以减少 `format!` 代码块的频率：

- `.describe(table: &str)`: 执行 `DESCRIBE` 并返回一个 Rust 数据结构。
- `.create_database(database: &str)`: 执行 `CREATE DATABASE` 语句。
- `.use_database(database: &str)`: 执行 `USE` 语句。

除此之外，该结构也是 [参数绑定](#参数绑定接口) 和 [行协议接口](#行协议接口) 的入口，使用方法请参考具体的 API 说明。

### 参数绑定接口

与 C 接口类似，Rust 提供参数绑定接口。首先，通过 [Taos] 对象创建一个 SQL 语句的参数绑定对象 [Stmt]：

```rust
let mut stmt: Stmt = taos.stmt("insert into ? values(?,?)")?;
```

参数绑定对象提供了一组接口用于实现参数绑定：

#### `.set_tbname(tbname: impl ToCString)`

用于绑定表名。

#### `.set_tbname_tags(tbname: impl ToCString, tags: impl IntoParams)`

当 SQL 语句使用超级表时，用于绑定子表表名和标签值：

```rust
let mut stmt = taos.stmt("insert into ? using stb0 tags(?) values(?,?)")?;
// 可以创建任意类型的标签，以 JSON 类型为例。
let v = Field::Json(serde_json::from_str("{\"tag1\":\"一二三四五六七八九十\"}").unwrap());
stmt.set_tbname_tags("tb0", [&tag])?;
```

#### `.bind(params: impl IntoParams)`

用于绑定值类型。使用 [Field] 结构体构建需要的类型并绑定：

```rust
let ts = Field::Timestamp(Timestamp::now());
let value = Field::Float(0.0);
stmt.bind(vec![ts, value].iter())?;
```

#### `.execute()`

执行 SQL。[Stmt] 对象可以复用，在执行后可以重新绑定并执行。

```rust
stmt.execute()?;

// next bind cycle.
//stmt.set_tbname()?;
//stmt.bind()?;
//stmt.execute()?;
```

### 行协议接口

行协议接口支持多种模式和不同精度，需要引入 schemaless 模块中的常量以进行设置：

```rust
use libtaos::*;
use libtaos::schemaless::*;
```

- InfluxDB 行协议

    ```rust
    let lines = [
        "st,t1=abc,t2=def,t3=anything c1=3i64,c3=L\"pass\",c2=false 1626006833639000000"
        "st,t1=abc,t2=def,t3=anything c1=3i64,c3=L\"abc\",c4=4f64 1626006833639000000"
    ];
    taos.schemaless_insert(&lines, TSDB_SML_LINE_PROTOCOL, TSDB_SML_TIMESTAMP_NANOSECONDS)?;
    ```

- OpenTSDB Telnet 协议

    ```rust
    let lines = ["sys.if.bytes.out 1479496100 1.3E3 host=web01 interface=eth0"];
    taos.schemaless_insert(&lines, TSDB_SML_LINE_PROTOCOL, TSDB_SML_TIMESTAMP_SECONDS)?;
    ```

- OpenTSDB JSON 协议

    ```rust
    let lines = [r#"
        {
            "metric":   "st",
            "timestamp":        1626006833,
            "value":    10,
            "tags":     {
                "t1":   true,
                "t2":   false,
                "t3":   10,
                "t4":   "123_abc_.!@#$%^&*:;,./?|+-=()[]{}<>"
            }
        }"#];
    taos.schemaless_insert(&lines, TSDB_SML_LINE_PROTOCOL, TSDB_SML_TIMESTAMP_SECONDS)?;
    ```

其他相关结构体 API 使用说明请移步 Rust 文档托管网页：<https://docs.rs/libtaos>。

[libtaos]: https://github.com/taosdata/libtaos-rs
[tdengine]: https://github.com/taosdata/TDengine
[bailongma-rs]: https://github.com/taosdata/bailongma-rs
[r2d2]: https://crates.io/crates/r2d2
[demo.rs]: https://github.com/taosdata/libtaos-rs/blob/main/examples/demo.rs
[TaosCfgBuilder]: https://docs.rs/libtaos/latest/libtaos/struct.TaosCfgBuilder.html
[TaosCfg]: https://docs.rs/libtaos/latest/libtaos/struct.TaosCfg.html
[Taos]: https://docs.rs/libtaos/latest/libtaos/struct.Taos.html
[TaosQueryData]: https://docs.rs/libtaos/latest/libtaos/field/struct.TaosQueryData.html
[Field]: https://docs.rs/libtaos/latest/libtaos/field/enum.Field.html
[Stmt]: https://docs.rs/libtaos/latest/libtaos/stmt/struct.Stmt.html