Раст язык. C чего начать · Язык программирования Rust


Нам очень понравилась статья "Критика языка Rust и почему C/C++ никогда не умрет". Мы предложили автору, что выполним перевод статьи на английский язык, а также опубликовать её в нашем блоге. Он согласился, и мы с удовольствием представляем эту статью на русском и английском языке. Оригинал статьи находится .

Оригинал статьи размещён (текст на русском языке). Статья опубликована в нашем блоге с соглашения автора.

Примечание : Ниже по тексту я исхожу из предположения, что Rust является попыткой сделать быстрый и безопасный язык. В конце концов, ребята из Mozilla делали его, как инструмент разработки браузерного движка . Если же это очередной просто безопасный язык, тогда получаем странное. Самых разных безопасных языков и так уже пруд пруди, каждый найдет себе по вкусу. И если не стоит цели заменить C++, то (1) для чего в языке сделано unsafe подмножество? (2) зачем было удалять из языка легковесные потоки , удобно же? Другими словами, в этом случае происходящее вообще не имеет никакого смысла.

Если вдруг вы почитываете форум linux.org.ru, отмечу, это это не тот список из 10 чисто технических причин не любить Rust , речь о котором шла в этом трэде . Как показало обсуждение в Skype с уважаемым товарищем @sum3rman , есть больше одного мнения касательно того, насколько "техническими" считать эти причины. В общем, фиговый список я составил, но кое-какие пункты из него, наиболее интересные, пожалуй, я все-таки рискну привести. На самом деле, тут и простых, не технических, причин за глаза хватает.

То, что C/C++ в обозримом будущем никуда не денутся, и так любому трезво мыслящему человеку понятно. Никто не станет переписывать почти все десктопные приложения, ядра операционных систем, компиляторы, игровые и браузерные движки, виртуальные машины, базы данных, архиваторы, аудио- и видеокодеки, тонны прочих сишных библиотек, и так далее. Это очень-очень много быстрого, отлаженного, проверенного временем кода. Переписывать его очень-очень дорого, рискованно, и если честно, не лишено смысла только в искаженном сознании только самых упоротых Rust"оманов. Спрос на C/C++ программистов был и будет велик еще очень долго.

Хорошо, а как на счет применения Rust при написании нового кода?

Вспомним, что это уже далеко не первая попытка сделать "более правильный" C/C++. Возьмем хотя бы язык D. Появился в 2001 году, очень хороший язык. Нет ни вакансий, ни нормальных инструментов разработки, ни каких-то особо выдающихся саксесс сторис. Проект OpenMW изначально писали на D, а потом внезапно решили целиком переписать на C++ . Как признаются разработчики, им приходило много писем в стиле "отличный проект, мы были бы рады в него контрибьютить, но не знаем и не хотим знать этот дурацкий D". Википедия сообщает, что помимо D была и масса других попыток в той или иной степени убить C++, например, Vala , Cyclone, Limbo, BitC. Многие ли вообще слышали о таких языках?

Думаю, давно пора извлечь уроки из истории. Ни один здравомыслящий человек не потащит в проект новый язык, пока вы хотя бы не покажете ему нормальные инструменты разработки, не расскажете парочку саксесс сторис и не покажете десяток программистов на этом языке, живущих поблизости. Программисты же, пожалуй, кроме самых молодых, никогда не станут тратить свое время и здоровье на изучение очередного самого правильного языка, пока вы не покажете им нормальные инструменты разработки (не поделки типа Racer), пару десятков тысяч готовых библиотек (не "experimental", "unstable" и так далее), не расскажете парочку саксесс сторис и не покажите десяток открытых вакансий в их городе. Проблема курицы и яйца. Очень редко эту проблему удается успешно решить (условно тут можно привести в пример и Scala), в основном благодаря вложению времени и денег со стороны некоторой крупной компании (Google, Typesafe), по каким-то своим соображениям заинтересованных в популяризации языка.

Как я уже отмечал, одних только не технических причин более, чем достаточно. Однако чисто из любопытства попробуем представить на секунду, что их нет. Тогда нет причин не писать на Rust? Оказывается, это тоже как минимум под очень большим вопросом.

C/C++ критикуют за разное. Критикуют, кстати, очень часто те, кто в продакшене даже издали не видел кода на С++. Коротко и ясно проблему можно описать так: С++ очень быстрый (а также не требовательный к памяти, заряду батареи и тд), но не безопасный в том смысле, что позволяет выходить за границы массивов, по ошибке обращаться к освобожденным кускам памяти и так далее. В свое время эта проблема привела к появлению массы безопасных языков, таких, как Java, C#, Python и других. Но оказалось, что эти языки по сравнению с C++ слишком требовательны к ресурсам и обладают прочими недостатками, вспомним хотя бы неизбежный stop the world при сборке мусора. Поэтому люди бьются над задачей сделать язык такой же быстрый, как C++, но еще и безопасный. Одним из таких языков и является Rust.

Rust действительно безопасный, но, к сожалению, далеко не быстрый. По скорости на момент написания этих строк Rust сравним с Java, Go и Haskell:

Я искренне надеюсь, что со временем его как-то разгонят, но до тех пор в плане компромисса скорости и безопасности он не намного интереснее Scala или Go. До сих пор остается открытым вопрос, можно ли вообще сделать язык быстрым и безопасным, или постоянные проверки на выход за границы массива, безопасные обвязки вокруг биндингов к сишным библиотекам и так далее автоматически делают любой язык в 2 раза медленнее С/C++.

А за счет чего, собственно, Rust безопасен? Если говорить простыми словами, то это язык со встроенным статическим анализатором кода. Действительно очень крутым статическим анализатором, который ловит все типичные для С++ ошибки, притом не только связанные с управлением памятью, но и многопоточностью . Передал по каналу ссылку на изменяемый объект другому потоку, а потом попробовал воспользоваться этой ссылкой сам - все, не скомпилится. Это действительно здорово.

Часто приводится аргумент, что 90% времени выполняется только 10% кода (что, насколько я понимаю, чисто эмпирическое правило - быстро найти строгих исследований на эту тему не удалось). Следовательно, бОльшую часть программы можно написать на безопасном Rust, а 10% "горячего" кода - на его unsafe подмножестве, и медленность текущей реализации Rust на самом деле не представляет собой проблемы. Ок, но тогда получается, что Rust вообще не нужен, потому что я могу написать 90% кода на Go, а 10% на Си. Только искатели серебряных пуль и оторванные от реальности те-еретики будут использовать Rust исключительно из соображений, что 100% программы можно написать как бы на одном языке. Хотя в действительности это два диалекта одного языка, что не так уж сильно отличается от связки Java плюс Си или Go плюс Си.

На самом деле, правило 10:90 - это все равно вранье. По этой логике можно переписать 90% WebKit, 90% VirtualBox или 90% GCC на Java и получить такой же результат. Очевидно, это не так. Даже если дело не в том, что в ряде программ это отношение очень другое, то следите за руками. Допустим, вся программа написана на небезопасном C/C++ и время ее выполнения, условно говоря, равно 0.9*1 (малая часть горячего кода) + 0.1*1 (много холодного кода) = 1. Теперь сравним с программой на безопасном языке со вставками на Си: 0.9*1 + 0.1*2 = 1.1, условно 10% разницы. Это много или мало? Зависит от ваших масштабов. В случае с Google даже несколько процентов могут сэкономить миллионы долларов (см пункт 5 в пейпере, "Utilization"). Или представьте, что со следующим обновлением JVM внезапно начнет требовать на 10% больше ресурсов! Я боюсь даже гадать, сколько нулей будет в цифре, полученной после перевода процентов на американские деньги! 10% - это дофига в задачах, где используются Си и C++.

Мы повторяем "преждевременная оптимизация - корень всех зол", как мантру. Но если следовать ей буквально, то давайте повсюду использовать пузырьковую сортировку вместо quicksort. Мы же не знаем точно, что программа будет именно в этом месте тормозить! Какой смысл оборачивать обыкновенные счетчики каких-тод ействий в акторы или транзакционную память, если можно сразу воспользоваться более эффективным atomic? И вообще, в тривиальных случаях нет смысла принудительно инициализировать все-все-все переменные, делать кучу дополнительных проверок и так далее. Пусть в итоге мы получим не 10% ускорения, а 2-5%. Это ведь тоже совсем неплохо, если потребовало всего лишь пары лишних минут размышлений. И как мы уже выяснили, в задачах, решаемых на С/C++, это может быть большой разницей! Потом, кто сказал, что найти горячее место, переписать код (возможно, очень много кода) и доказать, что он стал действительно быстрее - это проще, чем подумать о производительности заранее?

Если отвлечься от вопроса компромисса скорости и безопасности, то по дизайну самого языка у меня тоже есть вопросы. В частности, касательно пяти типов указателей. С одной стороны, это неплохо, когда программист задумывается о том, где лежат переменные, в стеке или куче, и могут или не могут с ними одновременно работать несколько потоков. Но с другой, представьте, что вы пишите программу, и оказалось, что переменная должна жить не в стеке, а в куче. Вы переписываете все, чтобы использовался Box. Потому вы понимаете, что на самом деле нужен Rc или Arc. Снова переписываете. А потом еще раз переписываете на обычную переменную в стеке. Все это - без нормальной IDE под рукой. И регулярки не помогут. Ну или же просто в стиле "Vec>>>", привет, Java! Но что самое печальное, компилятор уже знает о времени жизни всех переменных, он мог бы выводить все эти Box, Arc и так далее автоматически. Но почему-то эта часть работы переложена на программиста. Намного удобнее было бы просто писать val (в третьем-то тысячелетии!), а там, где надо, явно указывать Box или Rc. Разработчики Rust в этом смысле запороли всю идею.

Из-за этого, в частности, сильно сужается область применения Rust. Никто в здравом уме не станет писать на таком языке веб и серверсайд. Особенно учитывая, что он не дает существенных преимуществ перед теми же языками под JVM. Да и Go с нормальными легковесными потоками (не футурами) для этих задач выглядит куда более привлекательнее. С футурами, чтобы не прострелить себе ногу, нужно еще научиться работать, а вы говорите "безопасный язык". Да, у этих языков свои особенности, взять все тот же stop the world, но эта проблема решаемая, как распиливанием на микросервисы , так и другими приемами . И да, никто не будет транслировать Rust в JavaScript, писать на нем скрипты для раскладки в AWS, или использовать в качестве языка запросов к MongoDB. Под Android тоже вряд ли писать будут, но по другой причине - там сильно больше одной архитектуры, с JVM намного проще. Если вы вдруг думали, что Rust "подходит для всех задач", вынужден вас огорчить.

Ну и до кучи:

  • Макросы, как подпорка к излишней многословности, вызванной отсутствием нормальных исключений. Я уже писал о проблемах метапрограммирования , в частности, нормальную IDE для Rust мы вряд ли увидим из-за него. И я не уверен, но похоже, что у макросов в Rust даже неймспейсов нет.
  • Люди идиоты, а cargo очень поощряет стягивание пакетов напрямую из git-репозиториев, в обход Crates.io. В итоге велика вероятность получить такой же бардак с пакетами, как и в мире Erlang с его Rabar"ом. К слову, в мире Go, похоже, такая же ситуация.
  • Как многие новые языки, Rust идет по пути упрощения. Я в целом понимаю, почему в нем нет нормального наследования и исключений, но сам факт, что кто-то за меня решает такие вещи, оставляет неприятный осадок. C++ не ограничивает программиста в вопросах чем пользоваться, а чем нет.
  • Если уж идти по пути упрощения, то выкинуть бы уж все эти расширения языка. А то получается, как в мире Haskell, каждый программист пишет на своем диалекте.
  • Смарт поинтеры, если что, далеко не бесплатны и не приводят к предсказуемому времени сборки мусора. Какому-то потоку внезапно выпадает честь освободить очень глубокую структуру данных. Пока он ходит по лабиринту из мертвых ссылок, зависящие от него потоки терпеливо тупят. Та же проблема есть и в Erlang с его маленькими кучками, сам не раз наблюдал. Смарт поинтеры имеют и свои проблемы, ту же фрагменатцию памяти и утечки. Забыл викпоинтер в цеклической структуре, и все. И это в языке, претендующем на безопасность. Если хотите предсказуемого времени GC, либо изучайте поведение вашего приложения под нагрузкой, и предпринимайте меры (вспомним хотя бы те же пулы объектов), если время GC вас не устраивает, либо управляйте памятью вручную.
  • Кто-нибудь видел строгое описание семантики Rust? У него хотя бы memory model есть? Тоже мне "безопасный" язык, "доказывающий корректность" программ, который вообще-то может трактовать исходный код десятью разными способами, ха!
  • Не могу в очередной раз не напомнить, что проблема почти всегда в людях, а не в технологиях . Если у вас получается плохой код на C++ или Java вдруг тормозит, это не потому что технология плоха, а потому что вы не научились правильно ею пользоваться. Rust вы тоже будете недовольны, но уже по другим причинам. Не проще ли научиться пользоваться более популярными инструментами и начать их любить?

В общем и целом, ближайшие лет 5 я лучше будут инвестировать свое время в изучение C/C++, чем Rust. С++ - это промышленный стандарт . На этом языке успешно решают самые разнообразные задачи уже более 30 лет. А Rust и иже с ним - непонятные игрушки с туманным будущем. Про скорую смерть С++ разговоры идут как минимум с 2000-х, но писать на C/C++ за это время стали не меньше. Скорее наоборот. И мы видим, что язык развивается (C++11, C++14), для него появляются новые инструменты (вспомним хотя бы CLion и Clang), и соответствующих вакансий просто куча.

Программист на C++ всегда без труда найдет себе работу с более чем достойной зарплатой , а при необходимости быстро переучится на Rust. Обратное очень и очень сомнительно. Кстати, язык, если что - далеко не единственный и не решающий фактор при выборе нового места работы. Кроме того, опытный программист на C/C++ без труда вонзается в исходники PostgreSQL или ядра Linux, использует мощные современные инструменты разработки, а также имеет в своем распоряжении множество книг и статей (скажем, по OpenGL).

Берегите свое время и здоровье, их у вас не так много, как кажется!

Я новичок в языке Rust, но он быстро становится моим любимым языком программирования. Хотя написание небольших проектов на Rust обычно менее эргономично и занимает больше времени(по крайней мере, со мной за рулём), это бросает вызов тому, как я думаю о дизайне программы. Мои бои с компилятором становятся менее частыми, после того как я узнаю что-то новое.

Сообщество Rust в последнее время сконцентрировало много своих усилий на асинхронном вводе/выводе, реализованном в виде библиотеки Tokio . И это замечательно.

Многим из участников сообщества, тем, которые не работали с веб-серверами и связанными с этим вещами, не ясно, чего же мы хотим добиться. Когда эти вещи обсуждались во времена версии 1.0, я тоже имел смутное представление об этом, никогда прежде не работав с этим раньше.

  • Что это такое - Async I/O ?
  • Что такое корутины(coroutines )?
  • Что такое легковесные потоки(lightweight threads )?

    • Что такое футуры?(futures )?

  • Как они сочетаются между собой?

Я покажу вам, как написать небольшую программу, которая скачивает ленту (feed ) в формате JSON, парсит и выводит список заметок на консоль в форматированном виде.

У нас все вылилось в очень лаконичный код. Как? Смотрите под катом.

Ключевое слово unsafe является неотъемлемой частью дизайна языка Rust. Для тех кто не знаком с ним: unsafe - это ключевое слово, которое, говоря простым языком, является способом обойти проверку типов(type checking ) Rust’а.

Существование ключевого слова unsafe для многих поначалу является неожиданностью. В самом деле, разве то, что программы не« падают» от ошибок при работе с памятью, не является особенностью Rust? Если это так, то почему имеется лёгкий способ обойти систему типов? Это может показаться дефектом дизайна языка.

Все же, по моему мнению, unsafe не является недостатком. На самом деле он является важной частью языка. unsafe выполняет роль некоторого выходного клапана - это значит то, что мы можем использовать систему типов в простых случаях, однако позволяя использовать всевозможные хитрые приёмы, которые вы хотите использовать в вашем коде. Мы только требуем, чтобы вы скрывали эти ваши приёмы( unsafe код) за безопасными внешними абстракциями.

Данная заметка представляет ключевое слово unsafe и идею ограниченной« небезопасности». Фактически это предвестник заметки , которую я надеюсь написать чуть позже. Она обсуждает модель памяти Rust, которая указывает, что можно, а что нельзя делать в unsafe коде.

Будучи новичком в Rust, я запутывался в различных способах представления строк. В книге о языке Rust есть глава « References and Borrowing» , в которой используется три различных типа строковых переменных в примерах: String , &String и &str .

Начнём с разницы между str и String: String - это расширяемая, выделяемая на куче структура данных, тогда как str - это неизменяемая строка фиксированной длины, где-то в памяти.

Многие программисты уже умеют программировать на объектно-ориентированных языках. Rust не является классическим объектно-ориентированным языком, но основные инструменты ООП можно применять и в нём.

В этой статье мы рассмотрим, как программировать на Rust в ООП-стиле. Мы будем делать это на примере: построим иерархию классов в учебной задаче.

Наша задача - это работа с геометрическими фигурами. Мы будем выводить их на экран в текстовом виде и вычислять их площадь. Наш набор фигур - прямоугольник, квадрат, эллипс, круг.

Rust - элегантный язык, который несколько отличается от многих других популярных языков. Например, вместо использования классов и наследования, Rust предлагает собственную систему типов на основе типажей. Однако я считаю, что многим программистам, начинающим своё знакомство с Rust(как и я), неизвестны общепринятые шаблоны проектирования.

В этой статье, я хочу обсудить шаблон проектирования новый тип (newtype), а также типажи From и Into , которые помогают в преобразовании типов.

Последнее время я много размышлял о шаблонах проектирования и приёмах, которые мы используем в программировании. Это и в самом деле прекрасно - начать исследовать проект и видеть знакомые шаблоны и стили, которые ты уже не раз встречал. Это облегчает понимание проекта и даёт возможность ускорить работу.

Иногда ты работаешь над новым проектом и понимаешь, что тебе нужно сделать что-то также, как ты делал это в прошлом проекте. Это может быть не часть функционала или библиотека, это может быть то, что нельзя обернуть в изящный макрос или маленький контейнер. Это может быть просто шаблон проектирования или структурная концепция, которые хорошо решают проблему.

Один интересный шаблон, часто применяемый к таким проблемам -« Конечный автомат». Предлагаю потратить немного времени, чтобы понять, что именно имеется ввиду под этим словосочетанием, и почему же это так интересно.

Ниже представлено графическое описание перемещения, копирования и заимствования в языке программирования Rust . В основном, эти понятия специфичны только для Rust и часто являются камнем преткновения для новичков.

Чтобы избежать путаницы, я попытался свести текст к минимуму. Данная заметка не является заменой различных учебных руководств, и лишь сделана для тех, кто считает, что визуально информация воспринимается легче. Если вы только начали изучать Rust и считаете данные графики полезными, то я бы порекомендовал вам отмечать свой код похожими схемами для лучшего закрепления понятий.

Реализация арифметики натуральных чисел с помощью чисел Пеано - популярная задача в обучение программированию. Мне было интересно, можно ли реализовать их на Rust.

Таким образом моя задача: записать и сложить натуральные числа с проверкой на уровне типов.

Если верить википедии« Аксио́мы Пеа́но - одна из систем аксиом для натуральных чисел, введённая в XIX веке итальянским математиком Джузеппе Пеано.»

Нас интересуют две из них - с помощью которых можно ввести и использовать натуральные числа:

  • 1 является натуральным числом
  • Число, следующее за натуральным, тоже является натуральным.

Дословно запишем на rust с помощью:

1 2 3 4 enum Nat { Zero , Succ (Nat ) }

Nat - это либо ноль, либо следующее натуральное число.

Замечание : проект futures-rs был реорганизован и многие вещи были переименованы. Где возможно, ссылки были обновлены.

Начинаем работу с futures

Этот документ поможет вам изучить контейнер для языка программирования Rust - futures , который обеспечивает реализацию futures и потоков с нулевой стоимостью. Futures доступны во многих других языках программирования, таких как C++ , Java , и Scala , и контейнер futures черпает вдохновение из библиотек этих языков. Однако он отличается эргономичностью, а также придерживается философии абстракций с нулевой стоимостью, присущей Rust, а именно: для создания и композиции futures не требуется выделений памяти, а для Task , управляющего ими, нужна только одна аллокация. Futures должны стать основой асинхронного компонуемого высокопроизводительного ввода/вывода в Rust, и ранние замеры производительности показывают, что простой HTTP сервер, построенный на futures, действительно быстр.

Эта документация разделена на несколько разделов:

  • « Здравствуй, мир!»;
  • типаж future;
  • типаж Stream ;
  • конкретные futures и поток( Stream);
  • возвращение futures;
  • Task и future;
  • локальные данные задачи.

Замечание : проект futures-rs был реорганизован и многие вещи были переименованы. Где возможно, ссылки были обновлены.

Одним из основных пробелов в экосистеме Rust был быстрый и эффективный асинхронный ввод/вывод . У нас есть прочный фундамент из библиотеки mio , но она очень низкоуровневая: приходится вручную создавать конечные автоматы и жонглировать обратными вызовами.

Нам бы хотелось чего-нибудь более высокоуровневого, с лучшей эргономикой, но чтобы оно обладало хорошей компонуемостью , поддерживая экосистему асинхронных абстракций, работающих вместе. Звучит очень знакомо: ту же цель преследовало внедрение futures (или promises) во многие языки , поддерживающие синтаксический сахар в виде async/await на вершине.

Примитивные целочисленные типы, поддерживаемые процессорами, являются ограниченным приближением к бесконечному набору целых чисел, которыми мы привыкли оперировать в реальной жизни. Это ограниченное представление не всегда совпадает с« реальными» числами, например 255_u8 + 1 == 0 . Зачастую программист забывает об этой разнице, что легко может приводить к багам.

Rust - это язык программирования, целью которого является защита от багов, он фокусируется на предотвращении наиболее коварных из них - ошибок работы с памятью, но также старается помочь программисту избежать остальных проблем: , игнорирования ошибок и, как мы увидим, переполнения целых чисел .

Немного об Iron

Iron - это высокоуровневый веб-фреймворк, написанный на языке программирования Rust и построенный на базе другой небезызвестной библиотеки hyper. Iron разработан таким образом, чтобы пользоваться всеми преимуществами, которые нам предоставляет Rust. Iron старается избегать блокирующих операций в своём ядре.

Философия

Iron построен на принципе расширяемости настолько, насколько это возможно. Он вводит понятия для расширения собственного функционала:

  • « промежуточные» типажи - используются для реализации сквозного функционала в обработке запросов;
  • модификаторы - используются для изменения запросов и ответов наиболее эргономичным способом.

С базовой частью модификаторов и промежуточных типажей вы познакомитесь в ходе статьи.

Создание проекта

Для начала создадим проект с помощью Cargo, используя команду:

Скомпилировав получим соответствующий исполняемый файл:

1 2 3 $ rustc hello.rs $ du -h hello 632K hello

632 килобайт для простого принта?! Rust позиционируется как системный язык, который имеет потенциал для замены C/C++, верно? Так почему бы не проверить аналогичную программу на ближайшем конкуренте?

В нашей среде широко распространена мысль о том, что одним из преимуществ сборщика мусора является простота разработки высоко-производительных lock-free структур данных. Ручное управление памятью в них сделать не просто, а GC с лёгкостью решает эту проблему.

Этот пост покажет, что, используя Rust, можно построить API управления памятью для конкурентных структур данных, которое:

  • Сделает возможным реализацию lock-free структуры данных, как это делает GC;
  • Создаст статическую защиту от неправильного использования схемы управления памятью;
  • Будет иметь сравнимые с GC накладные расходы(и более предсказуемые).

В тестах, которые я покажу ниже, Rust легко превосходит реализации lock-free очередей в Java, а саму реализацию на Rust легко написать.

Я реализовал схему управления памятью, основанную на эпохах(«epoch-based memory reclamation») в новой библиотеке Crossbeam, которая на сегодняшний день готова к использованию с вашими структурами данных. В этом посте я расскажу о lock-free структурах данных, алгоритме эпох и внутреннем API Rust.

Ошибки доступа к памяти и утечки памяти представляют собой две категории ошибок, которые привлекают больше всего внимания, так что на предотвращение или хотя бы уменьшение их количества направлено много усилий. Хотя их название и предполагает схожесть, однако они в некотором роде диаметрально противоположны и решение одной из проблем не избавляет нас от второй. Широкое распространение управляемых языков подтверждает эту идею: они предотвращают некоторые ошибки доступа к памяти, беря на себя работу по освобождению памяти.

Проще говоря: нарушение доступа к памяти - это какие-то действия с некорректными данными, а утечка памяти - это отсутствие определённых действий с корректными данными . В табличной форме:

У меня есть несколько мыслей об изучении языков программирования.

Во-первых, мы подходим к этому неправильно. Я уверен, что вы испытывали такие же ощущения. Вы пытаетесь изучить новый язык и не совсем понимаете, как в нём всё устроено. Почему в одном месте используется один синтаксис, а в другом другой? Все эти странности раздражают, и в итоге мы возвращаемся к привычному языку.

Я считаю, что наше восприятие языков играет с нами злую шутку. Вспомните, как вы последний раз обсуждали новый язык. Кто-то упомянул о нём, а кто-то другой поинтересовался его скоростью, синтаксисом или имеющимся веб-фреймворком.

Это очень похоже на обсуждение автомобилей. Слышали о новом УАЗ Рыбак? Насколько он быстр? Смогу ли я проехать на нём через озеро?

Когда мы похожим образом говорим о языках, то подразумеваем, что они взаимозаменяемы. Как машины. Если я знаю, как управлять Ладой Саранск, значит смогу вести и УАЗ Рыбак без каких-либо проблем. Разница только в скорости и приборной панели, не так ли?

Но представьте, как будет выглядеть PHP-автомобиль. А теперь вообразите, насколько будет отличаться автомобиль Lisp. Пересесть с одного на другой потребует гораздо большего, чем усвоить, какая кнопка управляет отоплением.

Примечание: Эта статья предполагает, что читатель знаком с Rust FFI (перевод), порядком байтов (endianess) и ioctl .

При создании биндингов к коду на С мы неизбежно столкнёмся со структурой, которая содержит в себе объединение. В Rust отсутствует встроенная поддержка объединений, так что нам придётся выработать стратегию самостоятельно. В С объединение - это тип, который хранит разные типы данных в одной области памяти. Существует много причин, по которым можно отдать предпочтение объединению, такие как: преобразование между бинарными представлениями целых чисел и чисел с плавающей точкой, реализация псевдо-полиморфизма и прямой доступ к битам. Я сфокусируюсь на псевдо-полиморфизме.

В 2013 году компания Mozilla совместно с Samsung сообщила о разработке нового механизма веб-браузера Servo. Он создавался специально для многоядерных процессоров мобильных устройств, способен разбивать задачи на параллельные потоки и многократно уменьшать время загрузки веб-страниц. Servo полностью написан на языке программирования Rust, который Mozilla разработала сама для написания мобильных приложений.

О языке

Rust - процедурный язык программирования, поддерживающий различные стили написания кода. Разработчик Грэйдон Хор начал создавать язык в 2006 году, и спустя три года к проекту подключилась Mozilla. В 2010 году Rust презентовали на конференции Mozilla Summit. В этом же году разработку перевели на компилятор, написанный на Rust. Компилятор использовал универсальную систему анализа и трансформации программ LLVM в качестве базы данных.

Первая стабильная версия языка вышла в 2015 году. После релиза альфа-версии Rust подвергся правкам - внутри компилятора оставили только готовые возможности, которые не будут изменяться. Все остальное перенесли в экспериментальный раздел.

В основе языка Грэйдон Хор заложил такие понятия как:

  • Безопасность. Rust содержит ряд ограничений для программиста, которые включены по умолчанию. Для их отключения в блоках и функциях требуется метка «unsafe».
  • Скорость. Язык сопоставим по скорости с другим языком программирования C++, что дает явный ряд преимуществ для программиста.
  • Параллелизм. Система может выполнять несколько вычислений одновременно, вместе с этим они могут взаимодействовать друг с другом.
  • Краткость. Первые ключевые слова в Rust укладывались в пять символов. Но позднее это ограничение сняли.

Пример одного из первых кодов на Rust

Однако Rust не лишен и минусов, самые яркие из них:

  • Избыточность кода.
  • Отсутствие литературы для изучения языка.
  • Четкость во внесении параметров компиляции. Это не всегда устраивает опытных программистов, так как в других языках подобных правил нет.

Впрочем, язык регулярно модернизируется и дополняется: его обновления выходят раз в 6 недель.

Сравнение Rust с C++

Создатели Rust считают его наследником C++, который возник в начале 1980-х годов, когда разработчик придумал несколько усовершенствований к языку С. Поэтому стоит сравнить молодой и все еще изменяющийся язык с проверенным временем.

  • Обращение к удаленной памяти. В C++ из-за удаления переменной может возникнуть целый ряд проблем. Подобные осложнения невозможны в Rust, так как в нем нет команд для удаления памяти. Компилятор наследника сообщит, что написанный код содержит ошибку, а компилятор С++ выведет результат без удаленных значений, даже не сообщив о проблеме.
  • Точка с запятой. Добавив в код лишнюю точку с запятой, вы вызовете ошибку в С++, тогда как в Rust тело цикла заключается в фигурные скобки.
  • Небезопасный код. В Rust есть метка «unsafe», которая изолирует основной код от небезопасного. В будущем, при просмотре кода это позволяет сузить поиск уязвимостей.

Именно на C++ был реализован Firefox: этот капризный язык требовал повышенного внимания к деталям. В противном случае ошибки оборачивались серьезными уязвимостями. Rust был призван справиться с этой проблемой.

Перспективы

В рейтинге RedMonk за третий квартал 2018 года язык программирования от Mozilla стабильно занимает 23 место. Эксперты полагают, что улучшение позиций ему не грозит. Несмотря на это, в августе 2018 года создатели выпустили обновленный Rust 1.28.

После релиза Rust в 2015 году, по данным площадки Stack Overflow , с ним хотели ознакомиться 74% разработчиков. Однако уже в 2016 году он переместился на первое место: 79% пользователей назвали Rust любимым языком программирования и изъявили желание продолжить работу с ним. Первое место по этому параметру Rust занял и в 2018 году.

Stack Overflow — популярная система вопросов и ответов о программировании, разработанная в 2008 году.

Популярность Rust подтверждает количество компаний, использующих его в своих разработках. В настоящее время этот список насчитывает 105 организаций.

Rust набирает популярность, но при этом многие до сих пор не понимают его ценности и функций. Мы расскажем про основные преимущества языка программирования Rust.

Что общего у Rust и других языков?

В перечисленные определения сложно поверить, это выглядит нереалистичным заявлением, так как ранее все языки выбирали одну из сторон: надёжность или производительность.

Ярким представителем высокой скорости является , но всем нам известно, как часто появляются ошибки из-за неправильного доступа к выделенной памяти, удалённым серверам, а о непредсказуемых выводах результатов работы и говорить нечего. Из-за нескольких потоков записи часто сложно предсказать результат.

Уклон в сторону надёжности лучшим образом демонстрирует язык Haskell , который имеет компилируемую природу и обеспечивает высокие показатели безопасности. Всё, что можно компилировать, будет исправно работать. Главный недостаток - это низкая производительность, сложно представить проект, требующий высокой скорости написанный на Haskell .

Нейтральную позицию, некоего баланса занимают , и остальные. В них уклон поставлен в практичность.

Rust вобрал в себя лучшие характеристики C++ и Haskell , а также смог сохранить достаточную практичность и функциональность от остальных конкурентов.

В чем же прелесть языка Rust?

Волшебные характеристики Rust стали доступными при помощи основ компилирования и информации о сущности владельца (owner ), о программисте, который только временно отлаживает или занял проект (mutable borrow ), а также об обычном зрителе (immutable borrow ).

При программировании на Java или же C++ , приходится удерживать данную информацию в памяти, хотя вид данных несколько отличается. В Rust это реализуется с помощью языковых конструкций, данная информация облегчает компилятору задачу установления личности и правильности подбора модели поведения. Благодаря компилятору можно гарантировать устранение потенциальных и частых проблем в ходе выполнения кода.

Этому языку необходим несколько отличающийся подход. Несмотря на непривычность, алгоритм достаточно очевидный и эффективный. Теперь мы определимся с основами языка, которые способны завести в тупик при начале изучения:

  1. Полностью устранена система наследования, для замены используется особая структура и способности, подробнее traits .
  2. Присутствуют указатели исключительно в коде, который не подвергается дополнительной защите, то есть внутри функции unsafe {} . Для их замены в безопасном коде используются ссылки, которые обеспечивают правильное указание на имеющиеся объекты.
  3. Если ссылка статическая и ведёт к определённому элементу, например, immutable borrow = &Object , до момента смерти ссылки она не может изменяться любым пользователем.
  4. При наличии изменяющейся ссылки mutable borrow = &mut Object , нельзя прочитать содержимое любому другому пользователю весь период жизни ссылки.
  5. Разработчики делают акцент на Mac и *nix платформы, из-за этого работать на системе Windows можно только с использованием среды GNU .

Достаточно важна целевая аудитория, у языка Rust достаточное активное содружество, развитая система общения и обучения. Рекомендуем посетить канал IRC или Reddit . До сегодняшнего дня уже написано , а большинство из них до сих пор постоянно развиваются, их проекты можно найти на GitHub .

Наибольшая популярность языка отмечается у разработчиков, которые стали на путь создания графики и игр . Существуют даже наработки для создания полноценной операционной системы , но они ещё только разрабатываются. В ближайшей перспективе присутствует возможность написания клиентских программ и веб-серверов . Все перечисленные задачи вполне по плечу Rust.

Главным, а, наверное, и единственным, недостатком является его чрезмерно активное развитие. По мере выхода новых версий несколько изменяется синтаксис, периодически появляется необходимость изменять логику поведения и разработки, чтобы подстроиться под появившиеся возможности. Ситуация будет продолжать ещё некоторое время до момента выхода Rust-1.0 .

Следить за изменениями в языке программирования помогает постоянная рубрика «This Week in Rust », которую можно найти в Rust "n Stuffs по ссылке . Здесь всегда есть информация о предшествующих и прошедших изменениях, а также перспективах развития языка.

Итак, хотим представить вашему вниманию недавнего именинника (15 мая 2016 года ему исполнился год) — Rust. Это универсальный язык программирования, разрабатываемый компанией Mozilla, три основных принципа которого: скорость, безопасность и эргономика. Сами создатели нескромно считают его одним наиболее вероятных наследников C/C++. Согласно опросу портала StackOverflow , именно Rust сегодня наиболее любимый разработчиками язык. Итак, давайте подробнее разбираться в том, что же он из себя представляет.

Rust для новичка

Не хочется никого обманывать, поэтому далее ответственное заявление: Rust довольно сложен для обучения. Во-первых, это обусловлено молодостью языка и, как следствие, малым количеством литературы. Во-вторых, выучить его человеку далёкому от программирования, возможно будет даже проще, чем знакомому с другими языками. Так, например, готового IT-специалиста будет сильно раздражать необходимость прописывать малейшие операции, а отсутствие как такового наследования в языке и просто поставит в тупик.

Впрочем, Rust быстро развивается (каждые 6 недель выходит новый релиз), сообщество растёт, а найти информацию в интернете уже не составляет никакого труда.

Как изучать

Почти всё необходимое вы можете найти на официальном сайте . Кроме того, сообщество последователей Rust весьма обширно и доброжелательно, поэтому за советом всегда можно обратиться в IRC (есть русский раздел) и официальный форум. Кроме того, понемногу стали появляться книги, в том числе электронные . Пока трудно оценить их качество, но факт такой имеется.

Для тех, кто прошёл начальную стадию знакомства, на GiHub можно найти уйму полезного материала, в том числе RFC и коммиты . Кроме того, вы можете посетить лично или хотя бы посмотреть интернет-трансляцию одной из конференций по Rust, намеченных на вторую половину года. Вот календарь:

  • 9-10 сентября конференция RustConf в Портленде, США;
  • 17 сентября конференция европейского сообществ RustFest в Берлине, Германия;
  • 27 октября конференция Rust Belt Rust в Питтсбурге, США;

Ну а чтобы познакомиться с теми, кто считает Rust своим призванием, и заодно спросить у них все премудрости, можете связаться с организаторами и участниками встреч поклонников языка в Москве .

Особенности

Немного дублируя то, о чём было сказано ранее, выделим основные плюсы и минусы языка Rust.

Плюсы:

  • Безопасная работа с памятью;
  • Высокое быстродействие;
  • Алгебраический тип данных;
  • Предсказуемость компиляции;

Минусы:

  • Некоторая избыточность кода;
  • Высокая интенсивность развития языка и, как следствие, отсутствие хорошей актуальной литературы для изучения;
  • Необходимость чётко и однозначно прописывать параметры для компиляции.

На самом деле к отличиям, вроде замены наследования на способности, быстро привыкаешь. Как только глаза привыкли, руки набились, Rust превращается во вполне рабочий язык, проще и функциональнее C++, но уступающий по «красивости» многим другим языкам программирования. Фактически же главное отличие Rust от конкурентов и предшественников — именно скорость и безопасность.

Востребованность

На сегодняшний день Rust популярен сред разработчиков игр, графики и операционных систем. Однако по понятным причинам количество стационарных мест, где бы требовались узкопрофильные знатоки Rust, в мире и уже тем более в России крайне невелико. Тем не менее, пока не видно никаких предпосылок, что язык канет в лету, больше похоже на планомерный захват мира. А значит хорошие навыки использования Rust в будущем помогут найти высокооплачиваемую интересную работу как в нашей стране, так и за рубежом.

Еще востребованного: профессия « ».