一、问题
我们需要执行 CPU 密集型或系统级编程任务，而hex.pm中没有好的解决方案，在这个例子中，我们假设没有好的方法可以使用 Elixir 进行图像处理。
通常情况下，有一个名为image的高质量 Rust 库声称它就是解决方案！但是糟糕，我们的整个应用程序已经用 Elixir 编写了，我们真的不知道如何很好地使用Rust。
Elixir 如何转向 Rust 代码以实现高性能操作？
二、解决方案
输入rustler，这个库旨在使使用 Rust 及其包生态系统变得简单。让我们开始吧！
按照入门指南，首先将rustler添加到我们的mix.exs文件中：
一旦我们运行mix deps.get使用内置的 mix 任务来生成我们的空 rust 项目：
mix rustler.new
This is the name of the Elixir module the NIF module will be registered to.
Module name > MyApp.RustImage
This is the name used for the generated Rust crate. The default is most likely fine.
Library name (myapp_rustimage) > rust_image
* creating native/rust_image/.cargo/config.toml
* creating native/rust_image/README.md
* creating native/rust_image/Cargo.toml
* creating native/rust_image/src/lib.rs
* creating native/rust_image/.gitignore
Ready to go! See /Users/me/projects/my_app/native/rust_image/README.md for further instructions
你应该去打开它README.md，但我会帮你省去麻烦，我们需要制作一个 Elixir 模块，其中lib/my_app/rust_image.ex包含以下内容：
defmodule MyApp.RustImage do
use Rustler, otp_app: :my_app, crate: "rust_image"
# When your NIF is loaded, it will override this function.
def add(_a, _b), do: :erlang.nif_error(:nif_not_loaded)
end
从那时起，我们准备好做一些 Rust。默认的生成器给了我们一个add/2实现的函数让native/rust_image/src/lib.rs我们来看看
#[rustler::nif]
fn add(a: i64, b: i64) -> i64 {
a + b
}
rustler::init!("Elixir.MyApp.RustImage", [add]);
三、什么是 NIF？
Native Implemented Functions 是 BEAM 允许进程直接调用本地函数的方法。他们通常有大量的样板文件，你需要认真清理内存、处理错误和确保安全。幸运的是，这就是 Rust 的全部！例如这里是 Erlang NIF 教程。我们不需要做任何这些！
我们的超级优化代码将添加两个大小为 i64 的整数并返回结果。请注意此处 Rustler 的特定部分：
- #[rustler::nif]是一个宏，告诉 Rustler 将此函数公开为 NIF。
- rustler::init!("Elixir.MyApp.RustImage", [add]);这将初始化 Erlang NIF 运行时，以便 beam 可以将add/2函数放在模块上Elixir.MyApp.RustImage并替换我们留下的存根。
这太棒了。看看这是否有效，让我们开火iex -S mix
iex(1)> MyApp.RustImage.add(100, 20)
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如果第一次一切正常，你应该已经看到 cargo 在发布模式下构建应用程序并在打开 iex 术语之前成功。如果你还没有安装 Rust，它会显示一个错误，你可以按照通常的方式安装 Rust 。
Rustler 甚至很聪明，会自动重新编译，保持 iex 打开并更改我们的lib.rs
#[rustler::nif]
fn add(a: i64, b: i64) -> i64 {
a + b + 1
}
保存然后再次打开正在运行的 iex 会话：
iex(2)> r(MyApp.RustImage)
... truncated output of cargo doing it's thing an maybe some beam warnings
{:reloaded, [MyApp.RustImage]}
iex(3)> MyApp.RustImage.add(1,1)
3
极好的！我们得到了相同的工作流程和与 Elixir 一起工作的好处，而对 Rust 的烦恼最少。
四、图片
首先将我们的图像依赖项添加到我们的Cargo.toml文件中：
[dependencies]
rustler = "0.27.0"
image = "0.24.6"
然后改变我们lib.rs创建一个函数，它接受一个input路径，一个output路径，quality并将任何图像更改为具有我们设置质量的 JPEG。
use image::io::Reader as ImageReader;
use image::codecs::jpeg::JpegEncoder;
use std::fs::File;
#[rustler::nif]
fn jpg(input: String, output: String, quality: i64) -> Result<String, String> {
let img = ImageReader::open(&input).unwrap().decode().unwrap();
let out_file = std::fs::File::create(&output).unwrap();
let mut jpg = JpegEncoder::new_with_quality(&out_file, quality as u8);
jpg.encode_image(&img).unwrap();
Ok(output.to_string())
}
// add code...
rustler::init!("Elixir.MyApp.RustImage", [add, jpg]);
我们还想更新我们的 RustImage 模块以包含一个存根jpg/3，但这留给读者作为练习。
现在让我们试试吧！iex -S mix
iex(1)> MyApp.RustImage.jpg("input.png", "output.jpeg", 75)
{:ok, "output.jpeg"}和繁荣！我们已将 PNG 转换为 JPEG，质量为 75%。
五、做一个良好的 BEAM 公民
我们还应该在这里考虑一件事，那就是 CPU 负载。虽然此功能可能会在我们的笔记本电脑上立即运行，但在部署时可能需要更长时间才能共享 CPU/RAM。
而且因为 BEAM 直接运行我们的代码，它会锁定运行时直到它完成运行。我们所说的直接意思是，当使用 NIF 时，beam 会像对待任何其他代码一样对待它，主要的警告是它不能自动抢占 Rust 代码。
在 BEAM 上，这是一个大问题，因为整个运行时都希望能够随时在数百万个进程之间切换上下文。
幸运的是 Rustler 和 BEAM 团队已经想到了这一点并给了我们一个解决方案。只需将该宏更改为此jpeg即可
-- #[rustler::nif]
++ #[rustler::nif(schedule = "DirtyCpu")]
这告诉 Rustler 和 BEAM 以一种在它工作时不会阻塞整个世界的方式自动安排它。再次令人惊叹，这被称为 DirtyNif，当你通过 C 手动使用它时，使用起来会更加困难。
六、部署
使用 Docker 将其部署到 Fly.io 并不是那么自动，我们需要进行一些小的更改，以便我们的 Docker 环境可以构建 Rust。首先，通过在我们的 Elixir 构建步骤之前添加一个构建步骤来更新 Dockerfile：
#... ARG stuff..
FROM rust:1.68.0 as rust
# install build dependencies
RUN apt-get update -y && apt-get install -y build-essential git \
&& apt-get clean && rm -f /var/lib/apt/lists/*_*
workdir /app
COPY native/rust_images ./
RUN cargo rustc --release
#..Elixir builder.....
# compile assets
RUN mix assets.deploy
#NEW STUFF
COPY --from=rust /app/target/release/librust_images.so priv/native/librust_images.so
#/NEW
# Compile the release
RUN mix compile
然后更新我们config/prod.exs添加以下行：
config :my_app, MyApp.RustImage,
crate: :rust_image,
skip_compilation?: true,
load_from: {:my_app, "priv/native/librust_image"}
我们在这里所做的是在其自己的 Docker 构建器上下文中构建库，因此它与我们其余的 Docker 步骤并行运行并且可以轻松缓存。然后我们告诉 Rustler 跳过编译并直接从我们放置它的地方加载它。
我们都准备好了，fly deploy你就可以出发了！
七、讨论
关于结合使用 NIF 和 Rust 的强大功能，我们只是真正触及了皮毛。从加载海量数据集到做科学研究再到通过 WebRTC 进行连接，Rust 社区已经构建了一套令人印象深刻的包和工具，现在我们也可以使用这些包和工具。Rustler 使之成为可能！
原文链接：https://fly.io/phoenix-files/elixir-and-rust-is-a-good-mix/
