什么是Rust？安全的高性能开发语言

Rust 是由 Mozilla 主导开发的通用、编译型编程语言，以“安全、并发、实用”为设计准则，支持函数式、并发式、过程式以及面向对象的编程风格。

最初是 Mozilla 员工 Graydon Hoare 的私人项目，在 2010 年首次公开；2011 年，其编译器开始由原本的 OCaml 语言转移到用 Rust 语言，实现自举，这个版本的编译器在架构上采用了 LLVM 做为后端。

Rust 语言

Rust 1.0 是第一个稳定版本，于 2015 年 5 月 15 日发布。

性能、安全、易编写是传统软件开发中语言选型需要考虑的点，但一直以来，往往无法全部兼顾；强调易编写和安全的语言往往很慢（比如 Python），强调性能的语言往往很难驾驭（如 C 和 C++ ），让人又爱又恨。

那不禁要问，这三点都能在一种语言中实现吗？更重要的是，即便有，能获得开发者们的认可吗？Rust 语言的诞生便是为了解决这个问题，目前由 AWS、华为、谷歌、微软 和 Mozilla 等公司成立的 Rust 基金会也正是为了让 Rust 变得更好，进而推进 Rust 语言获取更多开发者的认可。

Rust 的目的是快速、安全和尽可能的容易编写，最终被广泛使用。创建一种安全、性能和易编写并重的语言的理由很多。

Rust编程语言的优势

Rust 最初是 Mozilla 的一个研究项目，部分目的是重新实现 Firefox 浏览器的关键组件。有几个关键原因推动了这一决定：

• 火狐浏览器需要更好地利用现代多核处理器；
• 几乎无处不在的网络浏览器，尤其需要安全使用的环境；

但这些优点不仅仅是浏览器需要，是所有软件都需要的，而这也是为什么 Rust 从一个浏览器组件项目演变成了一个完整的语言项目。Rust 通过以下特点实现了其安全性、速度和易用性：

Rust 的高性能

Rust 代码可以在多个平台上编译成本地机器代码。二进制文件是独立的，除了操作系统可能提供的运行时间外，没有外部运行时间，而且性能与用 C/C++ 编写的程序的性能一样好。

Rust 是跨平台的，可以在三个主要平台：Linux、Windows 和 MacOS 上运行，并都提供完整的工具链、库管理；Rust 工具链在 Windows 的能力与在 Linux 和 MacOS 上一样。除此之外，Rust 还支持开发 Linux 内核。

Rust 是内存安全的

不安全使用内存的代码不能通过Rust的编译，大多数内存错误的程序都是在程序运行时发现的。Rust的语法和语言隐喻（language metaphors）确保了空指针或悬空指针、数据竞赛等内存问题不会进入生产，因为编译器会强制要求修复这些问题，否则无法通过编译。

Rust 是低开销的

Rust通过严格的所有权规则实现内存管理，语言中的任何给定值都可以被被持有和操纵，一次只能被一个变量所拥有。

Rust程序中的每一点内存都是通过所有权自动跟踪和释放的，对象之间所有权的转移方式由编译器严格控制，所以在运行时不会出现内存分配错误的情况；

而所有权也意味着Rust不需要像Java和C#语言那样需要垃圾回收机制来释放内存，也就不再需要额外的STW时间，给Rust带来了另一种性能提升。

Rust 强大的语言特性

对于新人来说，如果发现 Rust 语言无法实现他想要的功能，或者语言缺少想要的特性，那么这个开发者往往会选择离开，就更别谈愿意用这种语言开发程序了。

Rust 的原生语言特性：宏、泛型、模式匹配和组合（通过 traits）都是 Rust 中的一等公民。与 C++ 等语言相比，大部分都能对应起来，对于这些语言的开发者来说，转入 Rust 开发，难度不会太高。

Rust标准库

Rust 更大的使命之一是鼓励 C 和 C 开发者尽可能地使用 Rust，但是 C 和 C 语言并没有一个像样的标准库，并且在标准库中能够使用容器、集合和迭代器，字符串操作，线程，管理进程，访问网络和文件I/O等等。

Rust 在其标准库中做到了所有这些，甚至更多；因为 Rust 是为跨平台而设计的，所以它的标准库只能包含可以安全可靠地跨平台移植的库。像 Linux 的 epoll 这样的操作系统的平台特定函数必须通过第三方库的函数来支持，比如 libc、mio 或 tokio。

在没有标准库的情况下使用 Rust 也是可能的，这样的场景往往是：嵌入式系统或操作系统内核。

Rust 有大量的第三方库

衡量一门语言的实用性的一个标准是，在第三方的帮助下，可以用它做多少事情。Cargo 是 Rust 库（crate）的官方仓库，列出了大约 6万 多个 crate。

其中有相当数量的是与常用库或框架的 API 绑定，因此 Rust 可以作为这些框架的一个可行的语言选择。每个开发者都可以提交的自己开发的三方库到官方库，贡献给其他开发者使用。

Rust 编程语言的缺点

尽管 Rust 具有所有吸引人的、强大和有用的功能，但它也有缺点。其中一些障碍使新的 "Rustaceans"（Rust 粉丝之间的相互称呼）和老手都被绊倒。

Rust 变化多

Rust 仍然是一种年轻的语言，它在2015年才发布1.0版本。尽管语言的许多核心语法和功能已经被敲定，但围绕它的许多其他特性仍在不断变化。

例如，异步操作在Rust中仍然是一项正在进行的工作。异步的某些部分比其他部分更成熟，而且许多部分是通过第三方组件提供的。

Rust学习路线陡峭

Rust作为一个全新的语言，他的所有权、借用和Rust的内存管理对于许多新手Rust程序员都有一个共同的痛点，就是 fighting the borrow checker，在不充分了解Rust特有的机制之前，会经常触发编译器发出这个提示。因此，入门Rust语言要比其它语言花费更多时间和精力。

与其他语言相比，Rust 的隐喻使得代码更加冗长。例如，Rust 中的字符串连接并不总是像 string1+string2 那样直截了当。一个对象可能是可变的，另一个是不可变的。Rust 倾向于把更多问题让程序员提前解决，或者告诉编译器如何处理，而不是让编译器猜测。

Rust 和 C/C++ 相互调用不便利

像 C/C++ 一样，Rust 可以用来编写系统级软件，因为它允许直接操作内存；很多时候，Rust 被用来插入现有的 C/C++ 编写的库；因此就避免不了的要和C/C++编写的库相互调用，但是 Rust 并没有提供一个很好的解决方案。

官方团队意识到了其中的许多问题，并正在努力改善这些问题。例如：为了使 Rust 更容易与 C/C++ 相互协作，Rust 引入了 bindgen 这样的项目，它可以自动生成 Rust 与 C 代码的绑定。

尽管 Rust 有着不少的不尽如人意之处，但也确确实实为解决安全和性能问题提供了一种可行的解决方案，现在也有越来越多的开发者和科技巨头加入了进来，和官方团队一起努力，想办法来解决这些问题，让 Rust 变得更好。