rust-async-internals — скилл для Claude Code: разбор async в Rust
Помогает агенту объяснять и отлаживать async Rust: модель poll, Pin и Unpin, планировщик tokio, утечки waker. Пригодится, когда задача виснет или тормозит.
npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill rust-async-internals -a claude-codeЧто делает rust-async-internals
Скилл подключается, когда в разговоре всплывают внутренности async Rust: трейт Future и цикл опроса, Pin/Unpin для самоссылающихся типов, модель задач tokio, диагностика асинхронных стеков через tokio-console, поиск утечек waker, подводные камни select! и join!. Агент получает готовую схему объяснения, а не общие слова про async/await.
Внутри — рабочий порядок разбора. Сначала модель poll: что возвращают Poll::Ready и Poll::Pending, зачем нужен waker. Потом пример своей реализации Future для задержки. Дальше Pin и Unpin с объяснением, почему конечный автомат из async fn нельзя двигать после приостановки. Отдельные разделы про tokio::spawn, spawn_blocking, LocalSet и про tokio-console: зависимости в Cargo.toml, вызов console_subscriber::init() до старта рантайма, запуск с RUSTFLAGS="--cfg tokio_unstable".
Есть раздел про блокирующие вызовы в async-контексте: std::thread::sleep и std::fs останавливают поток рантайма, поэтому нужны tokio::time::sleep, tokio::fs или spawn_blocking. Для tokio-console понадобится установленный CLI: cargo install --locked tokio-console. Учтите, что ветки select!, которые не выиграли, отбрасываются сразу — это повод проверить, не держит ли отменённая ветка нужное состояние.
Какие задачи решает
- понять, как на самом деле работает цикл опроса
Future - объяснить, зачем нужны
PinиUnpinв async-коде - найти блокирующий вызов, который тормозит поток рантайма
- разобрать асинхронный стек через tokio-console
- отследить утечку waker в своей задаче
Примеры запросов агенту
- Объясни, как устроен poll у Future в Rust и когда возвращается Pending
- У меня блокирующий вызов внутри async-функции — покажи, как переписать через spawn_blocking
- Помоги подключить tokio-console и найти задачу, которая долго висит в Pending
Как установить rust-async-internals
1Через Skills CLI (Vercel)
npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill rust-async-internals -a claude-code2Вручную: положить файлы
~/.claude/skills/rust-async-internals/SKILL.mdПапка скилла целиком; для одного проекта — .claude/skills/rust-async-internals/
1Через Skills CLI (Vercel)
npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill rust-async-internals -a codex2Вручную: положить файлы
.agents/skills/rust-async-internals/SKILL.mdДля всех проектов — ~/.agents/skills/
1Через Skills CLI (Vercel)
npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill rust-async-internals -a cursor2Вручную: положить файлы
.cursor/skills/rust-async-internals/SKILL.mdCursor читает и .agents/skills/, и .claude/skills/
1GitHub CLI
gh skill install mohitmishra786/low-level-dev-skills rust-async-internals2Вручную: положить файлы
.github/skills/rust-async-internals/SKILL.md1Через Skills CLI (Vercel)
npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill rust-async-internals -a gemini-cli2Командой платформы
gemini skills install https://github.com/mohitmishra786/low-level-dev-skills --path skills/rust/rust-async-internalsВручную: положить файлы
.devin/skills/rust-async-internals/SKILL.mdСтарый путь .windsurf/skills/ тоже читается
Через Skills CLI (Vercel)
npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill rust-async-internals -a opencodeClaude.ai
Упакуйте папку в zip и загрузите в Settings → Capabilities → Skills
По шагам, с командами для каждой платформы: Как установить скилл в Claude Code: пять способов
Из того же набора62
Похожие
Вопросы о rust-async-internals
Как установить rust-async-internals в Claude?
Выполните npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill rust-async-internals -a claude-code. Скилл появится по пути ~/.claude/skills/rust-async-internals/SKILL.md.
Что делает rust-async-internals?
Ведёт агента по внутренностям async Rust: трейт Future и модель poll, Pin/Unpin, задачи tokio, диагностика через tokio-console, утечки waker и подводные камни select!/join!.
Что нужно для работы с tokio-console по этому скиллу?
Зависимость console-subscriber в Cargo.toml, фича tracing у tokio, вызов console_subscriber::init() до старта рантайма и запуск приложения с RUSTFLAGS="--cfg tokio_unstable". Сам CLI ставится командой cargo install --locked tokio-console.
Исходный текст
SKILL.md · MIT
---
name: rust-async-internals
description: Rust async internals skill for understanding and debugging async Rust. Use when understanding the Future trait and poll model, Pin and Unpin, tokio task scheduling, debugging async stack traces with tokio-console, tracking waker leaks, using select! and join!, or avoiding blocking in async contexts. Activates on queries about Rust async internals, Future poll, Pin, Unpin, tokio-console, waker, async stack traces, select!, join!, or blocking in async.
---
# Rust Async Internals
## Purpose
Guide agents through Rust async/await internals: the `Future` trait and poll loop, `Pin`/`Unpin` for self-referential types, tokio's task model, diagnosing async stack traces with tokio-console, finding waker leaks, and common `select!`/`join!` pitfalls.
## Triggers
- "How does async/await actually work in Rust?"
- "What is Pin and Unpin in async Rust?"
- "My async code is slow — how do I profile it?"
- "How do I use tokio-console to debug async tasks?"
- "I have a blocking call in async — what do I do?"
- "How does select! work and what are the pitfalls?"
## Workflow
### 1. The Future trait — poll model
```rust
// std::future::Future (simplified)
pub trait Future {
type Output;
fn poll(self: Pin<&mut Self>, cx: &mut Context<'_>) -> Poll<Self::Output>;
}
pub enum Poll<T> {
Ready(T), // computation done, T is the result
Pending, // not ready yet, waker registered, will be polled again
}
```
Execution model:
1. Calling `.await` calls `poll()` on the future
2. If `Pending`: current task registers its waker and yields to the runtime
3. When the waker is triggered (I/O ready, timer fired), the runtime re-polls
4. If `Ready(val)`: the `.await` expression evaluates to `val`
### 2. Implementing a simple Future
```rust
use std::{
future::Future,
pin::Pin,
task::{Context, Poll},
time::{Duration, Instant},
};
struct Delay { deadline: Instant }
impl Delay {
fn new(dur: Duration) -> Self {
Delay { deadline: Instant::now() + dur }
}
}
impl Future for Delay {
type Output = ();
fn poll(self: Pin<&mut Self>, cx: &mut Context<'_>) -> Poll<()> {
if Instant::now() >= self.deadline {
Poll::Ready(())
} else {
// Register the waker — runtime calls waker.wake() to re-poll
// In production: register with I/O reactor or timer wheel
let waker = cx.waker().clone();
let deadline = self.deadline;
std::thread::spawn(move || {
let now = Instant::now();
if deadline > now {
std::thread::sleep(deadline - now);
}
waker.wake(); // notify runtime to re-poll
});
Poll::Pending
}
}
}
// Usage
async fn main() {
Delay::new(Duration::from_secs(1)).await;
println!("Done");
}
```
### 3. Pin and Unpin
`Pin<P>` prevents moving the value behind pointer `P`. This matters because async state machines contain self-referential pointers (a reference into the same struct where the future lives):
```rust
// Why Pin is needed: async fn compiles to a state machine struct
// that may have self-references across await points
async fn example() {
let data = vec![1, 2, 3];
let ref_to_data = &data; // reference into same stack frame
some_async_op().await; // suspension point
println!("{:?}", ref_to_data); // reference still used after suspend
}
// The state machine stores both `data` and `ref_to_data`.
// If the struct were moved, `ref_to_data` would dangle.
// Pin<&mut State> prevents moving the state machine.
// Unpin: a marker trait for types that are safe to move even when pinned
// Most types implement Unpin automatically
// Futures generated by async/await do NOT implement Unpin
// Creating a Pin from Box (heap allocation → safe)
let boxed: Pin<Box<dyn Future<Output = ()>>> = Box::pin(my_future);
// Pinning to stack (unsafe, use pin! macro)
use std::pin::pin;
let fut = pin!(my_future);
fut.await; // or poll it directly
```
### 4. tokio task model
```rust
use tokio::task;
// Spawn a task (runs concurrently on the runtime thread pool)
let handle = tokio::spawn(async {
// ... async work ...
42
});
let result = handle.await.unwrap(); // wait for completion
// spawn_blocking — for CPU-bound or blocking I/O
let result = task::spawn_blocking(|| {
// runs on a dedicated blocking thread pool
std::fs::read_to_string("big_file.txt")
}).await.unwrap();
// yield to runtime (cooperative multitasking)
tokio::task::yield_now().await;
// LocalSet — for !Send futures (single-threaded)
let local = task::LocalSet::new();
local.run_until(async {
task::spawn_local(async { /* !Send future */ }).await.unwrap();
}).await;
```
### 5. tokio-console — async task inspector
```toml
# Cargo.toml
[dependencies]
console-subscriber = "0.3"
tokio = { version = "1", features = ["full", "tracing"] }
```
```rust
// main.rs
fn main() {
console_subscriber::init(); // must be called before tokio runtime
tokio::runtime::Builder::new_multi_thread()
.enable_all()
.build()
.unwrap()
.block_on(async_main());
}
```
```bash
# Install tokio-console CLI
cargo install --locked tokio-console
# Run your app with tracing enabled
RUSTFLAGS="--cfg tokio_unstable" cargo run
# In another terminal, connect tokio-console
tokio-console
# tokio-console shows:
# - Running tasks with their names, poll times, and wakeup counts
# - Slow tasks (high poll duration = blocking in async!)
# - Tasks that have been pending for a long time (stuck?)
# - Resource contention (mutex/semaphore wait times)
```
### 6. Blocking in async — common mistake
```rust
// WRONG: blocking call in async context blocks entire thread
async fn bad() {
std::thread::sleep(Duration::from_secs(1)); // blocks runtime thread!
std::fs::read_to_string("file.txt").unwrap(); // blocking I/O blocks runtime!
}
// CORRECT: use async equivalents
async fn good() {
tokio::time::sleep(Duration::from_secs(1)).await; // async sleep
tokio::fs::read_to_string("file.txt").await.unwrap(); // async I/O
}
// CORRECT: if you must block, use spawn_blocking
async fn with_blocking() {
let content = tokio::task::spawn_blocking(|| {
heavy_cpu_computation() // runs on blocking thread pool
}).await.unwrap();
}
```
### 7. select! and join! pitfalls
```rust
use tokio::select;
// select! — complete when FIRST branch completes, cancels others
select! {
result = fetch_a() => println!("A: {:?}", result),
result = fetch_b() => println!("B: {:?}", result),
// Pitfall: the LOSING branches are DROPPED immediately
// If fetch_a wins, fetch_b's future is dropped (and its state machine cleaned up)
// This is correct and safe — but can be surprising
}
// join! — wait for ALL to complete
let (a, b) = tokio::join!(fetch_a(), fetch_b());
// Biased select (always check first branch first)
loop {
select! {
biased; // prevents fairness, checks in order
_ = shutdown_signal.recv() => break,
msg = queue.recv() => process(msg),
}
}
// select! with values from loop (use fuse)
let mut fut = some_future().fuse(); // FusedFuture: safe to poll after completion
loop {
select! {
val = &mut fut => { /* ... */ break; }
_ = interval.tick() => { /* periodic work */ }
}
}
```
## Related skills
- Use `skills/rust/rust-debugging` for GDB/LLDB debugging of async Rust programs
- Use `skills/rust/rust-profiling` for cargo-flamegraph with async stack frames
- Use `skills/low-level-programming/cpp-coroutines` for C++20 coroutine comparison
- Use `skills/low-level-programming/memory-model` for memory ordering in async contexts
© mohitmishra786 · MIT · mohitmishra786/low-level-dev-skills