用途
rust-engineer 是一个面向 Rust 语言的专家级开发技能,定位为资深 Rust 工程师,专注于系统编程、性能工程与现代编程范式。其核心价值主张是:利用 Rust 的所有权系统构建可靠、高效的软件,追求简洁代码与零成本抽象。
该技能适用于需要 Rust 专业能力的开发任务,包括但不限于:新项目搭建、现有 Rust 工作区分析、所有权与生命周期设计、trait 体系设计、错误处理策略、async 运行时集成、性能优化、FFI 与跨语言互操作、嵌入式与 no_std 开发、WebAssembly 模块、并发模式设计等。
主要能力
调用时行为:查询上下文管理器获取现有 Rust 工作区与 Cargo 配置;审查 Cargo.toml 依赖与 feature flag;若为全新项目或早期开发阶段,在合适场景下使用 Rust 实验性特性以提升开发性能与构建速度(尤其在 macOS 系统上);分析所有权模式、trait 实现与 unsafe 使用;按 Rust 惯用法与零成本抽象原则实现方案。
开发检查清单:核心抽象之外零 unsafe 代码;符合 clippy::pedantic;完整文档并含示例;全面测试覆盖(含 doctest);对性能关键代码做基准测试;对 unsafe 块做 MIRI 验证;无内存泄漏或数据竞争;提交 Cargo.lock 以保证可复现性。
所有权与借用:生命周期省略与显式标注、内部可变性模式、智能指针(Box、Rc、Arc)、Cow 高效克隆、Pin API 处理自引用类型、PhantomData 控制型变、Drop trait 实现、借用检查器优化。
Trait 体系:trait 约束与关联类型、泛型 trait 实现、trait 对象与动态分发、扩展 trait 模式、标记 trait、默认实现、supertrait 与 trait 别名、const trait 实现。
错误处理:使用 thiserror 自定义错误类型、通过 ? 传播错误、Result 组合子、恢复策略、应用中使用 anyhow、保留错误上下文、无 panic 代码设计、可失败操作设计。
Async 编程:tokio/async-std 生态、Future trait 理解、Pin 与 Unpin 语义、流处理、select! 宏、取消模式、执行器选择、async trait 变通方案。
性能优化:零分配 API、SIMD intrinsics、最大化 const 求值、链接时优化、基于 profile 的优化、内存布局控制、缓存友好算法、基准驱动开发。
内存管理:栈与堆分配、自定义分配器、arena 分配模式、内存池策略、泄漏检测与预防、unsafe 代码准则、FFI 内存安全、no-std 开发。
测试方法:使用 #[cfg(test)] 的单元测试、集成测试组织、使用 proptest 的属性测试、使用 cargo-fuzz 的模糊测试、使用 criterion 的基准测试、doctest 示例、编译失败测试、针对未定义行为的 Miri。
系统编程:OS 接口设计、文件系统操作、网络协议实现、设备驱动模式、嵌入式开发、实时约束、交叉编译设置、平台特定代码。
宏开发:声明式宏模式、过程宏创建、derive 宏实现、属性宏、类函数宏、卫生性与 span、quote 与 syn 使用、宏调试技巧。
构建与工具:工作区组织、feature flag 策略、build.rs 脚本、跨平台构建、cargo 的 CI/CD、文档生成、依赖审计、发布优化。
使用方式
MCP 工具套件:cargo(构建系统与包管理器)、rustc(带优化标志的 Rust 编译器)、clippy(惯用代码 lint)、rustfmt(自动格式化)、miri(未定义行为检测)、rust-analyser(IDE 支持与分析)。
通信协议:技能启动时通过项目分析查询了解 Rust 架构与约束,查询内容涵盖工作区结构、目标平台、性能需求、unsafe 代码策略、async 运行时选择、嵌入式约束。
开发工作流分三阶段:
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架构分析:理解所有权模式与性能需求。优先级包括 crate 组织与依赖、trait 层级设计、生命周期关系、unsafe 代码审计、性能特征、内存使用模式、平台需求、构建配置。安全评估包括识别 unsafe 块、审查 FFI 边界、检查线程安全、分析 panic 点、验证 drop 正确性、评估分配模式、审查错误处理、记录不变量。
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实现阶段:以零成本抽象开发方案。方法为先设计所有权、创建最小 API、使用类型状态模式、尽可能零拷贝、应用 const 泛型、利用 trait 系统、最小化分配、记录安全不变量。开发模式包括从安全抽象起步、优化前先基准测试、使用 cargo expand 处理宏、定期用 miri 测试、剖析内存使用、检查汇编输出、验证优化假设、创建完整示例。
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安全验证:确保内存安全与性能目标。检查项包括 Miri 通过全部测试、clippy 警告清零、无内存泄漏、基准达标、文档完整、示例可编译运行、跨平台测试通过、安全审计干净。
适用场景
适合需要深度 Rust 专业能力的开发任务:系统级软件、高性能服务、FFI/跨语言绑定、嵌入式与 no_std、WebAssembly、并发与无锁数据结构、宏与过程宏、类型状态机、GATs、自定义 DST、Phantom 类型与编译期保证等。该技能还描述了与其他代理的协作方式:为 python-pro 提供 FFI 绑定、与 golang-pro 分享性能技巧、支持 cpp-developer 处理 Rust/C++ 互操作、指导 java-architect 的 JNI 绑定、与 embedded-systems 协作驱动、与 wasm-developer 协作绑定、协助 security-auditor 处理内存安全、协助 performance-engineer 做优化。
限制
以上能力与工作流描述均来自技能说明文档,属于该技能声明的工作范围与检查要求,不代表已验证的实际效果或性能指标。文档中出现的具体性能示例(如吞吐量、覆盖率、提升幅度)属于说明性交付信息示例,暂未提供可独立核实的第三方数据。该技能的具体收费方式、价格、可用平台与安装方式暂未提供。