【Rustポートフォリオ開発記 #5】テスト追加・定期送信・sysinfo実機化・環境設定から最終テストまで！実際の開発手順とコードの全変遷

Note
本開発プロセスおよび技術記事の作成にあたっては、開発効率の最大化とアウトプットの継続を目的としてAI（Gemini）をパートナーとして活用しています。コードや構成案の生成後、著者自身による動作検証およびレビューを行った上で掲載しています。

はじめに

自作の超軽量システムモニター（Agent）開発の第5弾です。
前回（#4）までに非同期通信の骨組みを作成しましたが、今回はそこから実際に手を動かして機能を拡張し、テストや環境整備を行っていった全プロセスを、実施した順番通りにコードの変遷とともに記録します。

---

1. テストモジュールの追加・テスト実行・GitHub Push

まず、これまで作成したデータ構造やTraitに対して、単体テストを行えるよう src/main.rs の最下部に #[cfg(test)] モジュールを追加しました。

追加したテストコード (src/main.rs)

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

    // 1. テスト専用のモックコレクター（実機の環境情報に依存しない）
    pub struct DummyCollector;

    impl MetricsCollector for DummyCollector {
        fn collect_host_info(&self) -> HostInfo {
            HostInfo {
                hostname: "test-host".to_string(),
                os_type: OsType::MacOS,
                agent_version: "0.1.0".to_string(),
            }
        }

        fn collect_metrics(&self) -> SystemMetrics {
            SystemMetrics {
                cpu_usage_percent: 12.5,
                memory: MemoryMetrics {
                    total_bytes: 1000,
                    used_bytes: 500,
                    usage_percent: 50.0,
                },
                disk: DiskMetrics {
                    total_bytes: 2000,
                    used_bytes: 1000,
                    usage_percent: 50.0,
                },
                uptime_seconds: 1234,
            }
        }

        fn build_payload(&self) -> MonitorPayload {
            MonitorPayload {
                host_info: self.collect_host_info(),
                metrics: self.collect_metrics(),
                timestamp_unix: 1700000000,
            }
        }
    }

    // 2. OsType の serde シリアライズ/デシリアライズ検証（lowercase化の動作確認）
    #[test]
    fn test_os_type_serde() {
        let os = OsType::MacOS;
        let json_str = serde_json::to_string(&os).expect("Failed to serialize OsType");
        assert_eq!(json_str, "\"macos\"");

        let deserialized: OsType = serde_json::from_str("\"macos\"").expect("Failed to deserialize OsType");
        assert_eq!(deserialized, OsType::MacOS);
    }

    // 3. DummyCollector を用いた MetricsCollector トレイティの実装検証
    #[test]
    fn test_dummy_collector_payload() {
        let collector = DummyCollector;
        let payload = collector.build_payload();

        assert_eq!(payload.host_info.hostname, "test-host");
        assert_eq!(payload.host_info.os_type, OsType::MacOS);
        assert_eq!(payload.metrics.cpu_usage_percent, 12.5);
        assert_eq!(payload.metrics.memory.used_bytes, 500);
        assert_eq!(payload.timestamp_unix, 1700000000);
    }

    // 4. MonitorPayload 全体が正しい JSON キー構造へ変換されるか検証
    #[test]
    fn test_payload_json_structure() {
        let collector = DummyCollector;
        let payload = collector.build_payload();

        let json_value = serde_json::to_value(&payload).expect("Failed to convert payload to serde_json::Value");

        assert_eq!(json_value["host_info"]["hostname"], "test-host");
        assert_eq!(json_value["host_info"]["os_type"], "macos");
        assert_eq!(json_value["metrics"]["cpu_usage_percent"], 12.5);
        assert_eq!(json_value["metrics"]["memory"]["usage_percent"], 50.0);
    }
}

動作確認 (cargo test)

running 3 tests
test tests::test_os_type_serde ... ok
test tests::test_dummy_collector_payload ... ok
test tests::test_payload_json_structure ... ok

test result: ok. 3 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

GitHub Push

git status

git add .

git commit -m "test: add unit tests for monitor payload and serde"

git push origin main

---

2. 10秒ごとの定期収集と HTTP POST 送信処理の実装

常駐Agentとして機能させるため、tokio と reqwest を導入し、10秒周期で外部へ非同期送信するループ処理を実装しました。

改修したコード

Cargo.toml の [dependencies] に以下を追加：

[dependencies]
serde = { version = "1.0", features = ["derive"] }
serde_json = "1.0"
# 非同期処理・タイマー用
tokio = { version = "1", features = ["macros", "rt-multi-thread", "time"] }
# HTTPリクエスト用 (JSON自動シリアライズ機能つき)
reqwest = { version = "0.11", features = ["json"] }

src/main.rs のメイン処理部分を改修：

use serde::{Deserialize, Serialize};
use std::time::{Duration, SystemTime, UNIX_EPOCH};
use tokio::time::interval;

// (構造体・Trait定義は省略)

#[tokio::main]
async fn main() {
    println!("--- 軽量モニターAgent 起動 (10秒周期送信モード) ---");

    let collector = DummyCollector;
    // リクエスト間で接続を再利用するため Client を1つ生成
    let client = reqwest::Client::new();

    // 動作確認用テストエンドポイント
    let target_url = "[https://httpbin.org/post](https://httpbin.org/post)";

    // 10秒間隔のタイマーを作成
    let mut ticker = interval(Duration::from_secs(10));

    loop {
        // 10秒の経過を待機
        ticker.tick().await;

        let payload = collector.build_payload();
        println!("[Unix: {}] メトリクスを送信中...", payload.timestamp_unix);

        // HTTP POST リクエスト送信 (JSON自動シリアライズ)
        match client.post(target_url).json(&payload).send().await {
            Ok(response) => {
                if response.status().is_success() {
                    println!(" -> 送信成功: ステータスコード {}", response.status());
                } else {
                    eprintln!(" -> 送信エラー: ステータスコード {}", response.status());
                }
            }
            Err(err) => {
                eprintln!(" -> 通信エラーが発生しました: {}", err);
            }
        }
    }
}

動作確認 (cargo run)

cargo run

--- 軽量モニターAgent 起動 (10秒周期送信モード) ---
[Unix: 1789313308] メトリクスを送信中...
 -> 送信成功: ステータスコード 200 OK
[Unix: 1789313318] メトリクスを送信中...
 -> 送信成功: ステータスコード 200 OK

※ターミナル上で Ctrl + C を押して停止。

GitHub Push

git status

git add .

git commit -m "feat: implement periodic metric collection and HTTP POST transmission using tokio and reqwest"

git push origin main

---

3. 送信テスト先「httpbin.org」についての整理

定期送信のテスト先として利用した https://httpbin.org/post について理解を深めました。

• httpbin.org とは: 送信したHTTPリクエスト（ヘッダーやJSONボディ）をそのままレスポンスとして返してくれるWebテスト用サービス。
• 利点: 受信用の独自サーバーを用意する前段階として、Rust側のリクエスト構成やJSONシリアライズが正常に機能しているかを簡便に検証できます。

---

4. sysinfo クレート導入：ダミーデータから実機（Mac）のリアルタイム取得へ

ダミーデータでの送信成功後、実際のMacのリソース情報を取得するため sysinfo（v0.30）クレートを導入し、SystemCollector を実装しました。

コードの改修

Cargo.toml に追加：

[dependencies]
# 実機メトリクス取得用クレート
sysinfo = "0.30"

src/main.rs に SystemCollector を実装：

use sysinfo::{Disks, System};
use std::sync::{Arc, Mutex};

pub struct SystemCollector {
    // CPU計算のために前回の状態を保持する System インスタンス
    sys: Arc<Mutex<System>>,
}

impl SystemCollector {
    pub fn new() -> Self {
        let mut sys = System::new_all();
        // 初回のCPU計測ベースラインを作成
        sys.refresh_all();
        Self {
            sys: Arc::new(Mutex::new(sys)),
        }
    }
}

impl MetricsCollector for SystemCollector {
    fn collect_host_info(&self) -> HostInfo {
        let hostname = System::host_name().unwrap_or_else(|| "unknown-host".to_string());
        let os_name = System::name().unwrap_or_default().to_lowercase();

        let os_type = if os_name.contains("darwin") || os_name.contains("mac") {
            OsType::MacOS
        } else if os_name.contains("linux") {
            OsType::Linux
        } else if os_name.contains("windows") {
            OsType::Windows
        } else {
            OsType::Unknown
        };

        HostInfo {
            hostname,
            os_type,
            agent_version: env!("CARGO_PKG_VERSION").to_string(),
        }
    }

    fn collect_metrics(&self) -> SystemMetrics {
        let mut sys = self.sys.lock().unwrap();
        sys.refresh_all();

        let cpu_usage_percent = sys.global_cpu_usage();
        let total_mem = sys.total_memory();
        let used_mem = sys.used_memory();
        let mem_percent = if total_mem > 0 {
            (used_mem as f32 / total_mem as f32) * 100.0
        } else {
            0.0
        };

        let disks = Disks::new_with_refreshed_list();
        let mut total_disk: u64 = 0;
        let mut used_disk: u64 = 0;

        for disk in &disks {
            total_disk += disk.total_space();
            used_disk += disk.total_space() - disk.available_space();
        }

        let disk_percent = if total_disk > 0 {
            (used_disk as f32 / total_disk as f32) * 100.0
        } else {
            0.0
        };

        SystemMetrics {
            cpu_usage_percent,
            memory: MemoryMetrics {
                total_bytes: total_mem,
                used_bytes: used_mem,
                usage_percent: mem_percent,
            },
            disk: DiskMetrics {
                total_bytes: total_disk,
                used_bytes: used_disk,
                usage_percent: disk_percent,
            },
            uptime_seconds: System::uptime(),
        }
    }

    fn build_payload(&self) -> MonitorPayload {
        let now_unix = SystemTime::now()
            .duration_since(UNIX_EPOCH)
            .unwrap_or_default()
            .as_secs();

        MonitorPayload {
            host_info: self.collect_host_info(),
            metrics: self.collect_metrics(),
            timestamp_unix: now_unix,
        }
    }
}

※この段階では動作確認およびGitHub Pushは行わず、次の環境整理とテスト拡充へ進みました。

---

5. 横道①：開発環境設定「ファイルの末尾は必ず改行で終える」

開発の途中で、Rustのコード標準作法およびGitでの警告（No newline at end of file）対策として、ファイルの最終行に改行を入れる設定を行いました。

VS Codeの .vscode/settings.json に以下を追記して自動化しました。

{
  "files.insertFinalNewline": true,
  "files.trimFinalNewlines": true
}

• files.insertFinalNewline: ファイル保存時に末尾へ自動で改行を挿入する。
• files.trimFinalNewlines: 最終改行の後に続く無駄な空行をカットする。

---

6. 横道②：cargo fmt の対象範囲の確認

コードフォーマッターである cargo fmt の挙動について整理しました。

• 結論: cargo fmt は単体ファイルではなく、プロジェクト配下（src/ 内の全 .rs ファイル）を一括で整形します。コマンド一発で全ファイルのスタイリングを統一できます。

---

7. ユニットテストの不足発覚・追加指示・最終コード完成

実機化まで実装が進んだ段階でコードを見直すと、sysinfo 0.30 固有の仕様変更（CPU使用率取得）や、実機化に伴う境界値対策（ゼロ除算防止）、モックを用いたテストが不足していることに気づきました。

そこでAI（Gemini）に追加指示を出し、テストと本番ロジックを修正・拡充しました。

完成した全ソースコード (src/main.rs)

use serde::{Deserialize, Serialize};
use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::time::{Duration, SystemTime, UNIX_EPOCH};
use sysinfo::{Disks, System};
use tokio::time::interval;

// ==========================================
// 1. Enum & Struct 定義
// ==========================================

#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize, PartialEq)]
#[serde(rename_all = "lowercase")]
pub enum OsType {
    MacOS,
    Linux,
    Windows,
    Unknown,
}

#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize)]
pub struct HostInfo {
    pub hostname: String,
    pub os_type: OsType,
    pub agent_version: String,
}

#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize)]
pub struct MemoryMetrics {
    pub total_bytes: u64,
    pub used_bytes: u64,
    pub usage_percent: f32,
}

#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize)]
pub struct DiskMetrics {
    pub total_bytes: u64,
    pub used_bytes: u64,
    pub usage_percent: f32,
}

#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize)]
pub struct SystemMetrics {
    pub cpu_usage_percent: f32,
    pub memory: MemoryMetrics,
    pub disk: DiskMetrics,
    pub uptime_seconds: u64,
}

#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize)]
pub struct MonitorPayload {
    pub host_info: HostInfo,
    pub metrics: SystemMetrics,
    pub timestamp_unix: u64,
}

// ==========================================
// 2. Trait & System Collector 実装
// ==========================================

pub trait MetricsCollector {
    fn collect_host_info(&self) -> HostInfo;
    fn collect_metrics(&self) -> SystemMetrics;
    fn build_payload(&self) -> MonitorPayload;
}

pub struct SystemCollector {
    sys: Arc<Mutex<System>>,
}

impl SystemCollector {
    pub fn new() -> Self {
        let mut sys = System::new_all();
        sys.refresh_all();
        Self {
            sys: Arc::new(Mutex::new(sys)),
        }
    }
}

impl MetricsCollector for SystemCollector {
    fn collect_host_info(&self) -> HostInfo {
        let hostname = System::host_name().unwrap_or_else(|| "unknown-host".to_string());
        let os_name = System::name().unwrap_or_default().to_lowercase();

        let os_type = if os_name.contains("darwin") || os_name.contains("mac") {
            OsType::MacOS
        } else if os_name.contains("linux") {
            OsType::Linux
        } else if os_name.contains("windows") {
            OsType::Windows
        } else {
            OsType::Unknown
        };

        HostInfo {
            hostname,
            os_type,
            agent_version: env!("CARGO_PKG_VERSION").to_string(),
        }
    }

    fn collect_metrics(&self) -> SystemMetrics {
        let mut sys = self.sys.lock().unwrap();
        sys.refresh_all();

        // CPU使用率 (%) - sysinfo 0.30 用の修正
        let cpu_usage_percent = sys.global_cpu_info().cpu_usage();

        // メモリ情報 (バイト単位)
        let total_mem = sys.total_memory();
        let used_mem = sys.used_memory();
        let mem_percent = if total_mem > 0 {
            (used_mem as f32 / total_mem as f32) * 100.0
        } else {
            0.0
        };

        // ディスク情報 (全マウントポイントの合算)
        let disks = Disks::new_with_refreshed_list();
        let mut total_disk: u64 = 0;
        let mut used_disk: u64 = 0;

        for disk in &disks {
            total_disk += disk.total_space();
            used_disk += disk.total_space() - disk.available_space();
        }

        let disk_percent = if total_disk > 0 {
            (used_disk as f32 / total_disk as f32) * 100.0
        } else {
            0.0
        };

        let uptime_seconds = System::uptime();

        SystemMetrics {
            cpu_usage_percent,
            memory: MemoryMetrics {
                total_bytes: total_mem,
                used_bytes: used_mem,
                usage_percent: mem_percent,
            },
            disk: DiskMetrics {
                total_bytes: total_disk,
                used_bytes: used_disk,
                usage_percent: disk_percent,
            },
            uptime_seconds,
        }
    }

    fn build_payload(&self) -> MonitorPayload {
        let now_unix = SystemTime::now()
            .duration_since(UNIX_EPOCH)
            .unwrap_or_default()
            .as_secs();

        MonitorPayload {
            host_info: self.collect_host_info(),
            metrics: self.collect_metrics(),
            timestamp_unix: now_unix,
        }
    }
}

// ==========================================
// 3. メイン処理 & 送信ループ
// ==========================================

#[tokio::main]
async fn main() {
    println!("--- 軽量モニターAgent 起動 (実機メトリクス収集モード) ---");

    let collector = SystemCollector::new();
    let client = reqwest::Client::new();
    let target_url = "[https://httpbin.org/post](https://httpbin.org/post)";

    let mut ticker = interval(Duration::from_secs(10));

    loop {
        ticker.tick().await;

        let payload = collector.build_payload();
        println!(
            "[Unix: {}] Host: {} ({:?}) | CPU: {:.1}% | Mem: {:.1}% | Disk: {:.1}%",
            payload.timestamp_unix,
            payload.host_info.hostname,
            payload.host_info.os_type,
            payload.metrics.cpu_usage_percent,
            payload.metrics.memory.usage_percent,
            payload.metrics.disk.usage_percent
        );

        match client.post(target_url).json(&payload).send().await {
            Ok(response) => {
                if response.status().is_success() {
                    println!(" -> 送信成功: ステータスコード {}", response.status());
                } else {
                    eprintln!(" -> 送信エラー: ステータスコード {}", response.status());
                }
            }
            Err(err) => {
                eprintln!(" -> 通信エラーが発生しました: {}", err);
            }
        }
    }
}

// ==========================================
// 4. ユニットテスト モジュール
// ==========================================

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

    #[test]
    fn test_os_type_serde() {
        let os = OsType::MacOS;
        let json = serde_json::to_string(&os).unwrap();
        assert_eq!(json, "\"macos\"");

        let deserialized: OsType = serde_json::from_str("\"linux\"").unwrap();
        assert_eq!(deserialized, OsType::Linux);
    }

    #[test]
    fn test_zero_total_memory_handling() {
        let total_mem = 0;
        let used_mem = 0;
        let mem_percent = if total_mem > 0 {
            (used_mem as f32 / total_mem as f32) * 100.0
        } else {
            0.0
        };
        assert_eq!(mem_percent, 0.0);
    }

    struct MockCollector;
    impl MetricsCollector for MockCollector {
        fn collect_host_info(&self) -> HostInfo {
            HostInfo {
                hostname: "test-host".to_string(),
                os_type: OsType::Linux,
                agent_version: "0.1.0".to_string(),
            }
        }
        fn collect_metrics(&self) -> SystemMetrics {
            SystemMetrics {
                cpu_usage_percent: 45.0,
                memory: MemoryMetrics {
                    total_bytes: 100,
                    used_bytes: 50,
                    usage_percent: 50.0,
                },
                disk: DiskMetrics {
                    total_bytes: 200,
                    used_bytes: 100,
                    usage_percent: 50.0,
                },
                uptime_seconds: 3600,
            }
        }
        fn build_payload(&self) -> MonitorPayload {
            MonitorPayload {
                host_info: self.collect_host_info(),
                metrics: self.collect_metrics(),
                timestamp_unix: 1700000000,
            }
        }
    }

    #[test]
    fn test_build_payload_with_mock() {
        let collector = MockCollector;
        let payload = collector.build_payload();

        assert_eq!(payload.host_info.hostname, "test-host");
        assert_eq!(payload.host_info.os_type, OsType::Linux);
        assert_eq!(payload.metrics.cpu_usage_percent, 45.0);
        assert_eq!(payload.timestamp_unix, 1700000000);
    }
}

最終動作確認

cargo test の実行結果：

running 3 tests
test tests::test_zero_total_memory_handling ... ok
test tests::test_build_payload_with_mock ... ok
test tests::test_os_type_serde ... ok

test result: ok. 3 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

cargo run による実機リアルタイム動作ログ：

$ cargo run
   Compiling sysmon-agent v0.1.0 (/Users/[xxx]/lightweight-monitor)
    Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 1.51s
     Running `target/debug/sysmon-agent`
--- 軽量モニターAgent 起動 (実機メトリクス収集モード) ---
[Unix: 1789746711] Host: [xxx].local (MacOS) | CPU: 16.2% | Mem: 79.6% | Disk: 91.3%
 -> 送信成功: ステータスコード 200 OK
[Unix: 1789746721] Host: [xxx].local (MacOS) | CPU: 39.8% | Mem: 77.1% | Disk: 91.3%
 -> 送信成功: ステータスコード 200 OK
[Unix: 1789746731] Host: [xxx].local (MacOS) | CPU: 10.8% | Mem: 76.9% | Disk: 91.3%
 -> 送信成功: ステータスコード 200 OK
[Unix: 1789746742] Host: [xxx].local (MacOS) | CPU: 9.7% | Mem: 77.8% | Disk: 91.3%
 -> 送信成功: ステータスコード 200 OK
^C

最終 GitHub Push

git status

git add .

git commit -m "feat: 実機メトリクス自動取得・HTTP POST送信処理およびユニットテストの実装"

git push origin main

---

まとめ・次のステップ

今回は最初に追加したテストから始まり、10秒周期の非同期通信処理、sysinfo による実機化、VS Codeや cargo fmt の環境設定、そして最後のテスト拡充まで、実際の開発手順に沿って着実にコードを進めることができました。

子機Agent（Rust側）の実装・単体テスト・GitHub管理が完了したため、次回からは親機サーバー（Cloudflare Workers）の環境構築およびデータ受信APIの実装へ進みます！

---

AIでは無い追加部分

今回、Geminiには間々でHarnessの質問など色々と挟んでしまった為、Qiita投稿の出力が意図したものでは無く、最終結果のみを出すだけとなってしまい、結果的に1つ1つ項目を指示し、かつ更新ソース、コマンドなども明示する形となってしまいました。
対策としてはこまめな投稿、GitHubとの連携など、検討しています。

また、今はGoogle AI PLUSプランでGeminiの3.6 Flash 拡張に助けてもらっていますが、流れとしては、一旦全て実装した後に、ChatGPT PlusかClaude Proを契約して実装の見直し、リファクタリング、レビューなどを行いたいと思っています。