來源 | 泡芙玩編程（ID：gh_23284b66d001）
前言
Rust 可能有點難學(xué)，但我還是建議去學(xué)一學(xué)，起碼要了解一下它的理念，它是如何做到它所吹的那些特性的，為什么別的語言做不到它做到了，通過學(xué)習(xí) Rust 也有可能會改變你之前的一些也許不那么正確的編程方式。哎，也許你會說我平時業(yè)務(wù)都做不完了，還學(xué)這么個破玩意干嘛，工作歸工作，生活歸生活嘛，但是作為一個有點追求的程序員，起碼要學(xué)習(xí)一門底層系統(tǒng)語言吧，可以開拓自己的視野，跳出自己的一畝三分地也不錯啊，啥，你說你不想學(xué)這些？那你寫代碼就是為了混口飯吃，那沒事，了解了解也總行吧，不然以后也不知道為什么別人天天在那說這個東西。
社區(qū)狀況
由 Mozilla 開發(fā)的 Rust 在過去幾年中已經(jīng)獲得了主流使用。根據(jù) StackOverflow 的 2023 年開發(fā)者調(diào)查，Rust 連續(xù)第 8 年被評為最受開發(fā)者喜愛的語言和開發(fā)者最想學(xué)習(xí)的語言，作為一種注重安全、速度和并發(fā)的系統(tǒng)編程語言，Rust 可以和 C++媲美性能，但具有現(xiàn)代語言(如 Python/ target=_blank class=infotextkey>Python 或 JAVA)的人體工程學(xué)。目前在許多大公司內(nèi)部都有使用，比如國內(nèi)字節(jié)、華為、VIVO、國外微軟、谷歌、亞馬遜、DropBox、Cloudflare 等，之前的文章也提到過這些。
廢話不多說了，直接說下 Rust 的相關(guān)特性吧。
特性
官方鼓吹的它有以下的一些優(yōu)點：
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高性能 API 服務(wù)器、分布式系統(tǒng)、高性能機器學(xué)習(xí)模型、數(shù)據(jù)科學(xué)應(yīng)用
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跨平臺桌面應(yīng)用程序和命令行工具
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零成本抽象，Rust 提供不犧牲性能的高水平人體工程學(xué)(說人話就是優(yōu)雅)
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保證內(nèi)存安全，Rust 的嚴格編譯器在編譯時可以防止空指針異常，數(shù)據(jù)競爭等等
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無畏并發(fā)，Rust 的類型系統(tǒng)和所有權(quán)模式可以保證線程安全
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健壯的生態(tài)系統(tǒng)，Rust 有一個在蓬勃發(fā)展的社區(qū)
Rust 是高性能的語言，擁有和 C/C++相當(dāng)?shù)男阅堋Ｄ敲此峭ㄟ^什么來實現(xiàn)這一點的呢？
零成本抽象
Rust 在不犧牲性能的情況下提供抽象。比如，Rust 有可以編譯成 for 循環(huán)的迭代器并且沒有性能損失。這意味著可以在不犧牲速度的情況下編寫干凈的代碼，比如下面這段代碼，比你自己手寫一個 for 循環(huán)并相加要簡潔得多：
letv = vec![1, 2, 3];
letsum = v.iter.sum; // 這會編譯為 for 循環(huán)
口號就是 "高級語句別怕慢，編譯之后都一樣"
移動語義
Rust 具有移動語義，這意味著值的所有權(quán)會在作用域之間進行移動，這可以避免開銷比較高的數(shù)據(jù)復(fù)制，比如:
letx = vec![1, 2, 3];
lety = x; // `x` 在這里被移動，并且不能再使用
這里，向量數(shù)組被移動到 y 中，而不是復(fù)制。注意復(fù)制是指數(shù)據(jù)從一個地方的內(nèi)存到另一個地方的內(nèi)存，而移動指的是數(shù)據(jù)內(nèi)存沒發(fā)生改變，只是指向變了。
沒垃圾回收
Rust 通過所有權(quán)和借用規(guī)則提供內(nèi)存安全，而不是垃圾收集器。這避免了運行時進行垃圾回收的性能損失，可以避免在 JS/Java/Go 等語言里"Stop the world"的情況發(fā)生。代碼可以在編譯時靜態(tài)保證沒有使用后釋放錯誤、懸空指針或數(shù)據(jù)競爭。
非常小的運行時"Stop the world" 意味著在進行垃圾回收時，程序的執(zhí)行會被短暫暫停以進行內(nèi)存回收
Rust 的運行時非常小，不需要運行時類型信息、虛擬機或垃圾收集器，這就能打包出開銷很小的二進制文件，不過有一些場景也是需要用到運行時的，比如動態(tài)分發(fā)(現(xiàn)在不需要了解，用于在運行時根據(jù)傳入類型確定調(diào)用方法的一種手段)。
安全可靠
Rust 是主打安全的語言，在編譯時可以防止一些內(nèi)存上的錯誤，這是通過 Rust 嚴格的借用和所有權(quán)規(guī)則來實現(xiàn)的。所有權(quán)和借用是 Rust 最特殊和最有用的兩個概念。所有權(quán)意味著 Rust 中的每個值都有一個擁有它的變量，值的所有者負責(zé)釋放與之關(guān)聯(lián)的資源，當(dāng)所有者超出范圍時，擁有的值將被刪除。
當(dāng)對一個值有不可變或可變的引用時，就會發(fā)生借用。對于不可變引用，原始所有者仍然擁有該值，但是借方可以讀取它。使用可變引用，借方可以改變值。但是，可變和不可變借用不能共存，并且借用必須在所有者超出作用域范圍之前結(jié)束。
上面這里有點繞，但是只要記住："可變不共享，共享不可變，結(jié)束前要還" 這句就行了。下面看 2 個例子：
可變不共享，共享不可變
fnmAIn{
letmutx = 5;
lety = &x; // y 從 x 借用一個不可變引用
letz = &mutx; // y 從 x 借用一個可變借用。報錯，不能在一個作用域內(nèi)同時出現(xiàn)可變借用和不可變借用
}
結(jié)束前要還
fnmain{
letmutx = 5; // x 是可變的，擁有值 5
lety = &mutx; // y 從 x 借用到一個可變引用
*y += 1; // 通過 y 來增加 x 的值，因為 y 是對 x 的可變引用
println!("x is {}", x); // 打印出了 6
} // y 超出了作用域，結(jié)束對 x 的引用
無畏并發(fā)
Rust 為并發(fā)代碼提供了內(nèi)置支持，這允許 Rust 程序充分利用多核。由于 Rust 的所有權(quán)和類型系統(tǒng)，在 Rust 中不可能在編譯時出現(xiàn)數(shù)據(jù)競爭，這就是所謂的“無畏并發(fā)”。
多線程usestd::thread;
fnmain{
thread::spawn(|| {
println!("Hello new thread!");
});
}
這會從新的線程里打印“Hello new thread!”，它是和主線程并行的。
線程通信
通道可以讓消息在線程之間進行傳遞
usestd::thread;
usecrossbeam::channel;
fnmain{
let(tx, rx) = channel::unbounded;
thread::spawn(move|| {
tx.send("Hello from thread!").unwrap;
});
letmsg = rx.recv.unwrap;
println!("Got message: {}", msg); // Got message: Hello from thread!
}
這里我們創(chuàng)建了一個不限制大小的通道并生成一個新的線程，該線程在通道上發(fā)送消息，在主線程中接收消息并打印它。
共享狀態(tài)
雖然通道對于消息傳遞很有用，但有時線程需要訪問共享的狀態(tài)。這可以通過互斥鎖來鎖定對臨界區(qū)的訪問，這個程序生成 10 個線程，每個線程增加一個共享計數(shù)器。通過使用互斥鎖，可以確保一次只有一個線程可以訪問計數(shù)器增加的臨界區(qū)。
usestd::{
sync::{Arc, Mutex},
thread,
};
fnmain{
letcounter = Arc::new(Mutex::new(0));
letcounters = vec![counter.clone; 10];
forcounter in&counters {
letcounter = counter.clone;
thread::spawn(move|| {
letmutnum = counter.lock.unwrap;
*num += 1;
});
}
forcounter in&counters {
letnum = counter.lock.unwrap;
println!("{}", *num);
}
}
在 C/C++ 中實現(xiàn)并發(fā)可要小心翼翼，一不小心就出內(nèi)存問題了。
完善的工具鏈
Rust 有一套很好用的工具生態(tài)，比 C/C++ 的都要完善，比如：
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Cargo：類似于 NPM 的 Rust 包管理器和構(gòu)建工具
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Rustup：有點類似于 nvm，用來管理 Rust 版本(穩(wěn)定版，測試版，夜間版)。
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Rustfmt：類似于 Prettier，代碼風(fēng)格格式化
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Clippy：類似于 ESLint，Rust 的靜態(tài)代碼分析工具
Rust 是一種現(xiàn)代編程語言，它提供了速度、安全性和并發(fā)性。Rust 通過零成本抽象、移動語義、保證內(nèi)存安全以及最小的運行時實現(xiàn)了與 C 和 C++相當(dāng)?shù)男阅堋ust 編譯器嚴格執(zhí)行關(guān)于所有權(quán)、借用和生命周期的規(guī)則，可以防止各種錯誤如懸空指針、使用后釋放錯誤和數(shù)據(jù)競爭等問題。此外，Rust 還對并發(fā)性和并行性有很好的支持，編譯器會在編譯時防止數(shù)據(jù)競爭，這可以讓你寫并發(fā)代碼時更加從心。
我是一個搞前端的，也在學(xué) Rust。不管怎樣，通過學(xué) Rust 還是能夠獲得比前端這個領(lǐng)域里更多的東西，學(xué)一學(xué)總沒錯，實在不行你來了解一下也行嘛。
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