Rust语言笔记

刘启春
杂项

本文不讨论是否选择 Rust，只做 Rust 介绍以及它最新动态的陈述，另外一些资料我会列在文末。

系统级开发语言一直是 C/C++ 的代名词，C 语言偏低层缺少类似 C++ 标准模版库这样的利器，虽然 C++ 开发效率高，但是复杂很难精通，而 Rust 语言同时兼顾了 C 和 C++，即有低层控制硬件的能力又有高级语言的语法特性，例如面向对象、范型等。

Rust 是一门静态语言，其源文件编译后可以不依赖 SDK 运行；Rust 具有安全的内存管理并且没有 GC，对于系统级别软件（文件系统、系统内核、驱动…）是不允许存在 Stop The World（俚语，暂停整个程序）的，对于内存管理的苦楚恐怕只有 C/C++ 程序员最清楚，常常引发问题的就是这块，Rust 以其独有的方法在编译前就解决了这块，相当于拥有了自动内存管理。

Rust 的杀手锏 —— 数据权限，Rust 中创建的变量有“拥有”的概念，拥有者可以读/写，可以有多个读但同时只能有一个写，这种方式一方面从底层避免了某些潜在错误，例如数据竞争（Data Race），另一方面这种方式会强迫你在创建变量时思考，什么是需要变的（写）什么是不变的（只读），强迫你做出好的设计。大多数语言都有作用域（Scop）的概念，在栈上分配的变量在离开作用域后会被释放，而在 Rust 中离开作用域不仅可以释放栈上的变量，还可以释放堆中的，结合数据权限就大致构成了 Rust 的自动内存管理，这也是为什么 Rust 没有 GC 但可以进行内存管理的原因。

Rust 适用于系统级别的软件开发，如文件系统、驱动、系统内核，也适合开发一些高性能的中间价。MadFS 是清华大学从 0 到 1 开发的一个分布式文件系统，用 Rust 语言开发的，结合 SSD 技术和对底层文件系统架构的优化，在 IO500 取得第一名，令人意外的是 MadFS 竟然超越了 Intel 经过硬件优化的，据了解 Intel 的固态硬盘是通过某种技术插在内存接口上的。Rust 用来实现操作系统微内核，清华大学使用大约 1 万行 Rust 代码实现 Google Fuchsia OS 的大约 10 万行 C++ 内核，其性能相当。

一些重要事件：

  1. Rust 1.0 发布在 2015 年 5 月 15；
  2. 2021 年 2 月 8 日，AWS、华为、Google、微软以及 Mozilla 宣布成立 Rust 基金会；
  3. 2022 年 9 月 19 日，linux 创始人 Linus Torvalds 表示 rust 将进入 linux 6.1 内核；
  4. 2022 年 9 月，Cloudflare 用 Rust 实现高性能代理服务器 Pingora，发现仅有的几次崩溃不是 Pingora 造成的而是其他如操作系统内核等原因。
  5. 2022 年 10 月，微软 Azure 首席技术官 Mark Russionvich 也直言 C/C++这对主流系统语言是时候下课了，Rust 才是未来的发展方向。

WebAssembly 是这两年流行的技术，可以让 Web 应用程序拥有 native 性能，Rust 是主流实现 WebAssembly 的方式，当今最强 WebAssembly 非 Figma 莫属，它就是用 Rust 做的，现在 Figma 已经被 Adobe 以 300 亿美元收购了。Figma 为什么赢了 Sketch - ruanyifeng.com

Rust 拥有不输 C++ 的性能，规避了指针问题，内存管理更安全，同时在 C++ 中可以引用 Rust，是替换 C++ 的一种方式。


Rust 是未来主流的系统编程语言吗？远不止于此，一起见证吧！