Rust編程語言到底是不是炒作的噱頭？

作者：布加迪 2024-07-05 09:00:00

Rust是一種系統(tǒng)編程語言，由于獨(dú)特的安全、性能和并發(fā)性支持，近年來備受關(guān)注。作為一名開發(fā)人員，你可能想知道Rust是否適合下一個(gè)項(xiàng)目。我們?cè)谶@篇博文中將探討2024年Rust流行背后的原因以及它如何改善你的開發(fā)體驗(yàn)。

譯者 | 布加迪

審校 | 重樓

Rust是一種系統(tǒng)編程語言，由于獨(dú)特的安全、性能和并發(fā)性支持，近年來備受關(guān)注。作為一名開發(fā)人員，你可能想知道Rust是否適合下一個(gè)項(xiàng)目。我們在這篇博文中將探討2024年Rust流行背后的原因以及它如何改善你的開發(fā)體驗(yàn)。

關(guān)于Rust編程語言的幾個(gè)驚人事實(shí)

據(jù)Stack Overflow開發(fā)者調(diào)查顯示，Rust連續(xù)第八年被評(píng)為最受喜愛的編程語言。
據(jù)Tiobe公司撰寫的IEEE Spectrum開發(fā)報(bào)告顯示，Rust是發(fā)展最迅猛的編程語言之一。
全球280萬程序員使用Rust編寫代碼，微軟和亞馬遜等公司將Rust視為事關(guān)其未來的關(guān)鍵語言。

Rust編程語言如何問世、成為市面上的粘合劑語言？

29歲的Graydon Hoare是Mozilla的一名程序員，他發(fā)現(xiàn)自己遇到了熟悉的敵人：一臺(tái)因軟件運(yùn)行崩潰而故障頻發(fā)的電梯。這對(duì)住在21樓的Hoare來說不是什么新鮮事。這種不便引發(fā)了一個(gè)想法：一種新的編程語言。C++之類的現(xiàn)有語言提供了速度和效率，但也允許導(dǎo)致崩潰的內(nèi)存缺陷。Hoare知道這些缺陷是軟件漏洞的主要來源。與大多數(shù)可能只是詛咒爬樓梯的人不同，Hoare決定采取行動(dòng)。他開始設(shè)計(jì)一種新的語言：Rust。

雖然開發(fā)者喜歡Rust的原因有很多，但其流行的一個(gè)原因是人們?cè)絹碓揭庾R(shí)到C和C++語言的局限性。隨著更多的開發(fā)人員面臨內(nèi)存安全和性能之類的問題（這里我對(duì)Python和JS開發(fā)人員表示抱歉），Rust獨(dú)特的安全、性能和并發(fā)支持變得越來越有吸引力。

安全

Rust旨在防止常見的編程錯(cuò)誤，比如空指針解引用錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)競爭錯(cuò)誤和緩沖區(qū)溢出。這意味著代碼將更可靠，更不容易崩潰。

性能

與其他編程語言相比，Rust的性能優(yōu)化（比如零成本抽象和編譯時(shí)評(píng)估）可以帶來更快的代碼執(zhí)行速度。它有助于為需要實(shí)時(shí)響應(yīng)的企業(yè)開發(fā)軟件應(yīng)用程序。

并發(fā)性支持

Rust提供了一種安全、富有表現(xiàn)力的API用于處理線程和共享的數(shù)據(jù)，從而讓用戶易于編寫并發(fā)代碼。這有助于開發(fā)易于擴(kuò)展的移動(dòng)應(yīng)用程序，不犧牲性能的情況下處理大型工作負(fù)載。

跨平臺(tái)兼容性

Rust可以用于開發(fā)在多個(gè)平臺(tái)上運(yùn)行的移動(dòng)應(yīng)用程序，包括Windows、macOS和Linux。這使得它成為開發(fā)跨不同環(huán)境使用的跨平臺(tái)應(yīng)用程序或庫的推薦選擇。

Rust生態(tài)系統(tǒng)中八個(gè)潛在的改進(jìn)機(jī)會(huì)

Rust生態(tài)系統(tǒng)可能需要改進(jìn)。隨著Rust不斷發(fā)展和成長，需要改進(jìn)的這些方面很可能會(huì)在未來的更新和開發(fā)中得到解決。每種語言都存在在有些方面可能不理想或需要改進(jìn)。以下是Rust的一些潛在的弱點(diǎn)或局限性：

1. 缺乏庫支持

雖然Rust的標(biāo)準(zhǔn)庫很全面，但其對(duì)庫的支持可能不如Python或JavaScript等更成熟的語言來得全面。這使得用戶更難為其他語言通常可以處理的任務(wù)找到預(yù)構(gòu)建的庫或工具。

2. 動(dòng)態(tài)性有限

Rust是一種靜態(tài)類型語言，這意味著它可能不如Python或JavaScript等動(dòng)態(tài)類型語言來得靈活。這可能會(huì)使用戶更難處理某些類型的編程任務(wù)或特殊情況。

3. 對(duì)面向?qū)ο缶幊痰闹С?/span>有限

雖然Rust對(duì)面向?qū)ο缶幊?/span>（OOP）提供了一些支持，但不像Python或Java等語言那樣強(qiáng)大。這使得編寫大型復(fù)雜的OOP應(yīng)用程序更具挑戰(zhàn)性。

4. 對(duì)函數(shù)式編程的支持有限

雖然Rust對(duì)函數(shù)式編程有一定的支持，但不像Haskell或Lisp之類的語言那樣全面。這使得用戶更難編寫純函數(shù)式程序或廣泛使用函數(shù)式編程模式。

5. 對(duì)多線程的支持有限

雖然Rust對(duì)多線程有一定的支持，但可能不如C++或Java等語言中的支持來得強(qiáng)大。這使得編寫復(fù)雜的多線程應(yīng)用程序更具挑戰(zhàn)性。

6. 對(duì)泛型編程的支持有限

雖然Rust對(duì)泛型編程有一些支持，但可能不像Haskell或TypeScript這樣的語言那樣全面。這使得用戶更難編寫能夠處理各種數(shù)據(jù)類型和模式的泛型程序。

7. 工具支持有限

雖然Rust有不斷壯大的工具和庫生態(tài)系統(tǒng)，但工具支持可能不如Python或JavaScript等更成熟的語言來得全面。這使得將Rust用于處理需要大量工具支持的特定任務(wù)或項(xiàng)目變得更具挑戰(zhàn)性。

8. 編譯時(shí)間

與Python或JavaScript等解釋性語言相比，Rust的編譯時(shí)評(píng)估有時(shí)會(huì)導(dǎo)致編譯時(shí)間較長。雖然這可以通過優(yōu)化來緩解，但對(duì)于需要快速開發(fā)周期的開發(fā)人員來說，這仍然是一個(gè)需要考慮的問題。

關(guān)于Rust編程語言的三個(gè)常見誤解

第1個(gè)誤解：Rust總是比其他語言來得快。

Rust注重零成本抽象和內(nèi)存安全會(huì)帶來高性能代碼；有必要理解性能受到各種因素的影響，包括算法效率、編譯器優(yōu)化和硬件體系結(jié)構(gòu)。Rust的性能優(yōu)勢(shì)并不具有普遍性，可能會(huì)因具體的用例和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)而異。

我的觀點(diǎn)：要承認(rèn)Rust并不總是絕對(duì)最快的選擇。存在其他語言可能有優(yōu)勢(shì)的一些場景，比如簡單的腳本任務(wù)和快速創(chuàng)建原型。

第2個(gè)誤解：Rust的內(nèi)存安全保證以性能為代價(jià)。

另一個(gè)常見的誤解是，Rust嚴(yán)格的內(nèi)存安全保證必然會(huì)帶來性能開銷。雖然Rust的歸屬和借用體系確實(shí)引入了一些運(yùn)行時(shí)檢查以確保內(nèi)存安全，但這些檢查被設(shè)計(jì)得很小巧，常常在優(yōu)化過程中完全消除。事實(shí)上，與依賴廢料收集的語言相比，Rust的歸屬模式可以帶來更有效的內(nèi)存管理，從而在某些場景下獲得更好的性能。

我的觀點(diǎn)：在高度優(yōu)化、緊湊的代碼段中，C等一些語言可能略有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈?/span>針對(duì)內(nèi)存管理提供了更精細(xì)化的控制。

第3個(gè)誤解：Rust無法實(shí)現(xiàn)與C或C++相當(dāng)的低級(jí)性能。

一些開發(fā)人員認(rèn)為，Rust作為一種具有內(nèi)存安全特性的高級(jí)語言，無法實(shí)現(xiàn)與C或C++相同級(jí)別的低級(jí)性能。雖然Rust確實(shí)引入了C或C++中可能不存在的某些安全檢查，但該語言提供了一些機(jī)制，比如不安全塊，以便在必要時(shí)繞過這些檢查。此外，Rust的零成本抽象和與底層硬件直接集成使開發(fā)人員能夠編寫與傳統(tǒng)系統(tǒng)編程語言的性能相媲美的高度優(yōu)化的代碼。

我的觀點(diǎn)：與現(xiàn)有的C/C++代碼庫集成時(shí)，由于更易于協(xié)同操作，將C/C++用于特定模塊可能更有效。

三大Rust編程語言開發(fā)工具

Rust有許多工具可以幫助簡化工作流程，并編寫更好的代碼。下面是一些流行的工具：

1. Cargo：Rust的包管理器簡化了依賴項(xiàng)管理，允許你輕松地安裝、管理和更新項(xiàng)目的依賴項(xiàng)。

2. Rust-lsp：Rust的語言服務(wù)器協(xié)議客戶軟件提供了實(shí)時(shí)錯(cuò)誤報(bào)告和語法高亮顯示功能，使編寫和調(diào)試代碼變得更容易。

3. Rust Analyzer：這個(gè)靜態(tài)分析工具可以幫助你識(shí)別潛在的錯(cuò)誤，并深入了解代碼庫的性能、安全和并發(fā)性，從而提高代碼庫的質(zhì)量。

Rust編程語言入門社區(qū)和資源

Rust有一個(gè)活躍的開發(fā)人員社區(qū)，他們?yōu)?/span>這種語言、庫和工具做出了貢獻(xiàn)。下面是一些有用的Rust入門資源：

Rust文檔：官方Rust文檔是學(xué)習(xí)Rust語法、特性和最佳實(shí)踐的綜合資源。

Rust subreddit：加入Reddit上的Rust社區(qū)來提出問題、分享知識(shí)和參與討論。

以下是一些開放的討論：

https://www.reddit.com/r/rust/comments/15pqmox/why_is_rust_programming_language_becoming_so/

https://www.reddit.com/r/rust/comments/1byqs19/can_rust_be_generic_over_synchronicity/

在線課程：Udemy、51CTO、Coursera和edX等網(wǎng)站提供了一系列Rust課程，涵蓋從入門主題到高級(jí)主題的各種主題。

公司使用Rust編程語言的四個(gè)例子

1. 亞馬遜：亞馬遜使用Rust構(gòu)建其核心服務(wù)，包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。

2. Mozilla:：Mozilla使用Rust構(gòu)建Firefox Web瀏覽器，充分利用其性能、安全和并發(fā)性特性。

3. Dropbox：Dropbox使用Rust構(gòu)建其文件存儲(chǔ)和共享服務(wù)，充分利用該語言的可靠性和可擴(kuò)展性。

4. Linux：許多Linux發(fā)行版使用Rust構(gòu)建內(nèi)核和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等基本的系統(tǒng)組件。

用Rust編程語言開發(fā)軟件的未來

Rust軟件開發(fā)的未來一片光明。它專注于內(nèi)存安全和消除錯(cuò)誤，解決了系統(tǒng)級(jí)編程、嵌入式系統(tǒng)及其他注重性能的領(lǐng)域中一個(gè)長期存在的挑戰(zhàn)。雖然一些遺留系統(tǒng)可能依賴C或C++，但Rust能夠通過內(nèi)置的安全特性實(shí)現(xiàn)相當(dāng)的性能，因此成為引人注目的替代語言。不斷壯大的Rust社區(qū)以及豐富的庫和工具生態(tài)系統(tǒng)，有助于縮短開發(fā)周期、提高軟件可靠性。由于開發(fā)人員注重安全和效率，Rust有望在塑造軟件開發(fā)的未來方面發(fā)揮重要作用。