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Rust 能夠取代 C 語言嗎?

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Rust 是 Mozilla 基金會的一個雄心勃勃的項目,号稱是 C 語言和 C++ 的繼任者。一直以來,C/C++ 中的一些基本問題都沒能得到解決,比如分段錯誤、手動記憶體管理、記憶體洩漏風險和不可預測的編譯器行為。Rust 的誕生就是為了解決這些問題,并提高安全性和性能。

Evrone(一家軟體公司)在很多項目中使用了 Rust,我們的工程師們這方面在積累了豐富的經驗。在這篇文章中,我們将分享 Rust 的一些主要特性。

主要特性:

  • 強靜态類型;
  • 無垃圾回收以及通過指針手動控制資料存儲位置的能力;
  • 強大的内置靜态代碼分析器,有助于避免與記憶體管理和多線程相關的問題;
  • C 語言風格的文法,具有簡短的關鍵字。
Rust 能夠取代 C 語言嗎?

Rust 簡史

Graydon Hore 于 2008 年發起 Rust 項目。2009 年,Mozilla 表達了對這個項目的興趣。一年之後,項目正式公開。2012 年,Rust 的第一個 alpha 版本釋出。一年後,Servo Web 引擎(基于 Rust)開發人員宣布,他們得到了三星公司的支援,将引擎移植到 ARM 架構。

Rust 1.0 于 2015 年 5 月釋出。同年,Rust 在 Stack Overflow 釋出的最受歡迎開發工具排行榜中排名第三。從 2016 年至今,Rust 一直高居榜首。

Rust 能夠取代 C 語言嗎?

為什麼要使用 Rust

優點

  • 統一的編譯器,提供了一個内置的包生成器和管理器、測試系統和文檔生成器;
  • 安全的記憶體管理,有助于避免分段錯誤;
  • 抽象能力,讓手動記憶體管理變得更容易;
  • 提供了常見的編譯錯誤修複建議;
  • 隻能在非安全代碼中使用指針——安全代碼中隻包括指向确切存在的對象的連結;
  • 與 Mac 和 Unix 家族系統具有良好的相容性。

不足

  • 沒有類和繼承機制,難以編寫面向對象的代碼;
  • 編譯器太過嚴格,有時候對記憶體位址的限制過多。
Rust 能夠取代 C 語言嗎?

Rust 的使用場景

  • Rust 支援主要的程式設計範式:面向對象程式設計、并發程式設計、函數式程式設計和過程程式設計。它提供了足夠的記憶體管理能力,同時又足夠安全,讓它成為作業系統和關鍵應用程式的開發工具。它的主要缺點是硬體廠商對它支援不夠,廠商更喜歡使用 C/C++。下面是一些使用 Rust 開發的軟體項目:
  • Redox,一個基于微核心的 Unix 家族作業系統,該作業系統中的大部分軟體也是使用 Rust 開發的;
  • Servo,多線程 Web 引擎;
  • Firecracker,用于無伺服器環境的微虛拟化系統。

使用 Rust 開發的區塊鍊系統

基于分布式賬本的系統必須能夠以最小的裝置計算負載快速地處理請求。C++ 非常适合用來完成這項任務,而使用 Rust 開發區塊鍊系統将會更加高效。下面這些都是值得關注的案例:

  • Parity.io——以太坊和比特币的一個用戶端;
  • Polkadot.network——異構區塊鍊網絡;
  • Exonum,一個基于區塊鍊的項目架構;
  • MaidSafe,一個分布式資料處理和存儲系統;
  • Solana,一個用于開發 Web 區塊鍊應用程式的平台。

Rust 可以用來開發 Web 項目:Rust 的 SDK 可用于前端和後端開發。例如,使用 Yew(靈感源自 React 和 Angular)開發用戶端,使用 Actix-web(一個高性能架構,支援 WebSockets、TLS 和 HTTP/2.0)開發 Web 伺服器。

其他工具還包括:rocket、conduit、gotham、pencil。

一些成功的 Rust 項目

  • Dropbox,一種雲存儲服務;
  • OpenDNS,一種用于建立公共 DNS 伺服器的 Web 服務;
  • Coursera,由斯坦福大學 IT 教授建立的教育門戶網站;
  • 使用 Rust 開發的機器學習項目。

使用 Rust 開發的神經網絡似乎非常有前景。因為 Rust 的高性能和底層記憶體控制能力,Rust API 可以成為神經網絡領域非常流行的開發工具。

但目前使用 Rust 開發機器學習應用還處于實驗階段,Rust 生态系統還缺少可用于開發類似 Python 神經網絡的庫。

Rust 的未來

C++ 已經統治了程式設計語言領域近 40 年,成為了一個行業标準,并保持這個頭銜至今。Rust 正在積極演進,試圖解決 C++ 和其他程式設計語言當中最為緻命的缺陷。

在 Evrone,我們使用 Rust 開發了一個大型的連鎖餐廳 ERP 系統。其中微服務部分使用 Rust 開發,為使用者提供離他們最近的餐廳的資料。

Rust 的另一個應用——也就是我們的持續內建服務 Vexor。在這個服務中,Rust 負責任務的管理和排程以及日志管理,并作為任務隔離執行代理的基礎。

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原文釋出時間:2020-04-20

本文作者:Evrone

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