Что пишут на rust

Рассказываем об особенностях Rust и прогнозируем его будущее

Создатели Rust обещают, что их язык затмит собой C и С++. Разработчики Evrone использовали его в ряде действующих проектов, каждый из которых позволил нам набрать внушительный опыт. В статье поделимся нашими выводами о применении языка и его возможном будущем.

В C и С++ есть общепризнанные проблемные моменты, с которыми программистам приходится иметь дело из раза в раз. Это и трудности при компиляции, и высокий шанс утечки памяти, сам процесс управления этой памятью вручную, известные ошибки segfault. Задача Rust — обойти эти недоработки, одновременно увеличив производительность и повысив безопасность.

Что особенного в Rust?

• Лаконичный синтаксис с ключевиками, похож на синтаксис C.
• Кодовый анализатор, помогающий не допускать утечек памяти и не совершать ошибок при работе с многопоточностью.
• Самостоятельное управление расположением данных в памяти (используя указатели).
• Нет garbage collection.
• Мощная статистическая типизация.

История языка

Разработкой языка занялся в свободное время сотрудник Mozilla Грэйдон Хор 14 лет назад, в 2006. Три года он действовал самостоятельно, пока в 2009-м к работе официально не подключилась Mozilla. В 2010 Rust был представлен официально.

Первый альфа-релиз языка состоялся в 2012. На Rust был разработан Servo, движок для веб-браузеров. В 2013 к работе над Servo присоединился Samsung, в результате чего код Servo был портирован на ARM-архитектуру.

Rust 1.0 вышел в 2015. В свой первый год Rust взял бронзу в голосовании «Любимый язык программирования» на портале Stack Overflow. Все последующие годы Rust занимает только первое место.

Преимущества и недостатки

• без проблем работает на Unix и Mac;
• есть абстракции, которые существенно упрощают регулирование памяти вручную;
• надёжная система взаимодействия с памятью, исключающая ошибки сегментации;
• автоматическое представление способов исправить ошибки при компиляции;
• компилятор содержит сборщик и менеджер пакетов, инструменты для тестирования и создания документации;
• в безопасном коде нет возможности применять указатели (только ссылки на 100% реальные объекты);
• доступное описание ошибок в шаблонах.

• Компилятор слишком строго фиксирует вызовы к памяти;
• Нет типичных для ООП-стиля наследования и классов.

Где нужен Rust?

Код на Rust соответствует четырём главным концепциям в программировании: процедурное, параллельное, функциональное и ООП. Поэтому Rust — разносторонний язык, который можно применять во многих сферах. Например:

• программирование клиентских приложений и веб-серверов;
• blockchain;
• создание собственных ОС;
• написание программ и приложений по мониторингу систем и серверов;
• разработка ПО общего назначения;
• создание инфраструктуры;
• написание движков для браузеров и игр.

ПО и операционки

Rust спроектировали именно для системной разработки. В нём есть все необходимые функции для работы с памятью и противодействия уязвимостям, чтобы использоваться для создания ключевых программ и операционных систем. Единственное, что создаёт помеху этому, — недостаточная поддержка от «железа», производители которого привыкли к тому, что все применяют C или C++. Вот несколько удачных реализаций:

• многопоточный движок для браузера Servo;
• гипервизор Firecracker, разработанный в основном под бессерверную архитектуру;
• микроядерная ОС Redox.

Rust и блокчейн-проекты

Одно из важнейших требований блокчейн-сетей — высокая скорость работы внутри сети при низком уровне нагрузки серверов. Многие блокчейны (например Ethereum или Bitcoin) используют для реализации таких условий функционал C++. Учитывая сказанное выше, создание инфраструктуры на Rust будет более результативным. Вот примеры использования в blockchain:

• сервис для разработки блокчейн-проектов Solana;
• фреймворк для тех же целей Exonum;
• неофициальный клиент для Ethereum и Bitcoin — Parity.io;
• децентрализованная платформа хранения и работы с информацией MaidSafe;
• гетерогенные blockchain-сети polkadot.network.

Rust и web-приложения

В Rust есть всё необходимое для разработки веб-приложений. Его функционал подходит и для frontend, и для backend. Для создания фронтенда можно использовать Yew, аналог React для Rust. Удобная и функциональная разработка серверов доступна в actix-web, крайне эффективном фреймворке, включающем в себя работу с HTTP/2.0, WebSockets и TLS. Но, разумеется, только им Rust не ограничивается, технологий много: pencil, conduit, rocket, gotham. Вот примеры проектов:

• сервис онлайн-обучения Coursera, созданный преподавателями Стэнфорда;
• файловый и облачный хостинг Dropbox;
• проект OpenDNS, который помогает находить доступные DNS-сервера.

Rust и нейросети

На сегодняшний день нейросети на Rust — это в основном эксперименты. Язык выглядит довольно притягательным для машинного обучения: низкоуровневая работа с памятью и при этом применение высокоуровневых абстракций, а также высокая производительность языка. Всё это работает на Rust API и сулит ему большую популярность. Но пока в экосистеме Rust практически нет на 100% испытанных и безопасных фреймворков для разработки нейросетей, способных составить конкуренцию библиотекам на Python.

Что будет с Rust дальше?

За практически 40 лет C++ выбился в лидеры отрасли, сохраняет это лидерство и считается стандартом разработки. Rust — молодой язык, который постоянно меняется, эволюционирует, пытаясь решить известные недочеты не только C++, но и остальных языков.

Из проектов, где мы использовали Rust, нам особенно нравится ERP-проект для сети ресторанов: микросервис, показывающий данные о наиболее близкой к пользователю точке. Не менее занимательна система постоянной интеграции Evrone, где на Rust реализованы системы логирования, диспетчеризации и распределения задач, управляющий изоляцией агент, закупка виртуальных машин в автоматическом режиме и многое другое.

Прогноз Evrone: Rust будет становиться все более востребованным языком, и вполне возможно, что при должном развитии и доработках он сможет обойти главных сегодняшних конкурентов.

Rust с каждым днём используют всё чаще. На него сделали ставки такие компании как Microsoft, Amazon. Также Rust включили в список языков для разработки ядра Linux, а Google — выпустила свою ОС Fuchsia, которая в большой степени написана на Rust.

Rust: зачем он нужен, где применяется и за что его все любят

Рассказываем о быстром и надёжном языке программирования от Mozilla, который назвали совсем не в честь компьютерной игры.

Фото: NBC / Getty Images

Максим Сафронов

Автор, редактор, IT-журналист. Рассказывает о новых технологиях, цифровых профессиях и полезных инструментах для разработчиков. Любит играть на электрогитаре и программировать на Swift.

Rust появился семь лет назад и почти сразу стал любимчиком программистов по версии Stack Overflow. Его используют Microsoft, Twitter, VK, Dropbox и другие гиганты IT-индустрии. Разбираемся, чем так хорош этот язык, что у него под капотом и подходит ли он новичкам.

Что такое Rust

Rust — это язык программирования общего назначения, заточенный под разработку высоконагруженных систем. На нём пишут веб-приложения, браузерные движки, блокчейны и другие сложные платформы, которые обрабатывают запросы миллионов пользователей. Разберём его главные фишки.

Компиляция. Перед запуском код на Rust сразу переводится на машинный язык — то есть превращается в набор нулей и единиц. Этим Rust отличается, например, от JavaScript, где код сначала прогоняется через интерпретатор, а уже потом идёт на процессор. Фишка компиляции в том, что так программы запускаются быстрее и потребляют меньше памяти.

Мультипарадигмальность. Парадигма программирования определяет стиль, в котором разработчики пишут код. Rust поддерживает сразу несколько парадигм: функциональное, декларативное и объектно-ориентированное программирование. Чаще всего компании используют последний подход, но Rust может работать в любом режиме.

Высокий уровень абстракции. Команды на Rust представляют собой простые английские слова: input, let, match и так далее. Поэтому код на нём легко читать и проверять. В то же время язык поддерживает использование некоторых низкоуровневых средств для более тонкой работы с железом.

Главная фишка Rust — сочетание скорости и надёжности. С одной стороны, язык даёт программисту полный доступ к памяти, а с другой — страхует его от ошибок и «выстрелов в ногу». Поэтому на Rust пишут софт, для которого важна стабильная работа в тяжёлых условиях: многопоточные системы, ПО для сложных вычислений и так далее.

История создания

В начале нулевых было два подхода к созданию компьютерных языков: в одном делали упор на скорость, а в другом — на безопасность. Например, программы на C++ работали быстро, но могли дать сбой из-за случайной ошибки программиста. А Java, напротив, снижал риски для разработчика, но из-за этого программы теряли в темпе.

Замысел создателей Rust был в том, чтобы соединить мощь C++ со стабильностью Java и выжать максимум из обоих подходов:

«Наша целевая аудитория — это разочарованные разработчики C++. То есть мы сами. Если вы тоже вынуждены работать с C++ из-за его производительности, но ищете что-то более безопасное и менее „болезненное“ — мы надеемся, что сможем это предоставить».

Грэйдон Хор,
автор языка программирования Rust

Изначально язык развивался как авторский проект программиста Mozilla Грэйдона Хора, а потом полностью перешёл под управление компании. Браузер Firefox тогда переживал обновление движка, а Rust помог реализовать некоторые важные штуки — например, загрузку сайтов в режиме многопоточности.

Кстати, своё название язык получил в честь грибов порядка Ржавчинные (англ. Rust Fungi). Эти грибы обладают особой живучестью — по мнению автора, такими должны были стать и программы на Rust.

Примеры кода и синтаксис

Так как основой для Rust послужил C++, внешне они очень похожи. Посмотрите, как выглядит одна и та же функция, написанная на этих языках:

Такой синтаксис называют си-подобным — потому что его корни восходят к языку С, который появился ещё в далёких семидесятых. Сейчас это фактически стандарт корпоративной разработки — если знаете такой синтаксис, сможете быстро пересесть на Java, Swift, C# и любой другой современный язык.

Вот, например, как выглядит простая программа на Rust для вывода текста на экран:

С другой стороны, можно отключить безопасный режим с помощью блока unsafe и управлять памятью полностью вручную. Это нужно, например, чтобы писать низкоуровневый код для аппаратных средств: умных часов, видеокамер, микроконтроллеров и других устройств.

Для чего используют Rust

Так как Rust умеет выжимать максимум из железа, на нём часто пишут высоконагруженные части приложений и сервисов. Например, вот что разрабатывают с его помощью крупные международные и российские IT-компании:

• Mozilla — движок Quantum, на котором работает браузер Mozilla Firefox;
• Coursera — компоненты платформы онлайн-обучения;
• Microsoft — низкоуровневые элементы ОС Windows;
• Rambler — серверную логику веб-приложений;
• «ВКонтакте» — инструменты сборки и управления исходным кодом.

Теперь пройдёмся по сферам, где этот язык программирования широко применяется.

Криптовалюты и блокчейн. Чтобы блокчейны могли совершать защищённые транзакции между миллионами разных устройств, нужен быстрый и стабильно работающий код — а программирование на Rust как раз это позволяет. Например, на нём работает один из самых популярных клиентов для платформы Ethereum — Parity.

Операционные системы. В теории на Rust можно с нуля написать полноценную операционку с драйверами, файловым менеджером, браузером и другой начинкой. На практике конкурировать с Apple и Microsoft мало кто хочет, поэтому успешных проектов пока не так много. Можно вспомнить разве что ОС для умных устройств Tock и защищённую операционную систему Redox.

Сайты и веб-приложения. Благодаря тому, что Rust устойчив к нагрузкам, его можно использовать для разработки серверной логики сайтов. Например, облачный сервис Dropbox переписал на нём свою систему хранения файлов — а это десятки тысяч серверных машин, куда постоянно загружают гигабайты новых данных.

Браузерные движки. Не зря же Rust придумали в Mozilla — язык изначально заточен именно под браузерную разработку. В нём есть фишки для быстрой отрисовки веб-страниц в режиме многопоточности — можно разбить загрузку сайта на несколько задач и распределить их между ядрами процессора.

Машинное обучение. Rust поддерживает множество библиотек для работы с большими данными: тренировку алгоритмов, визуализацию данных, линейную алгебру, работу с векторами, обработку изображений — всё что угодно. Если в будущем вы видите себя в Data Science — присмотритесь к Rust.

Плюсы и минусы Rust

Вот за что язык ценят компании и разработчики:

• Скорость и безопасность. Как мы писали выше, программы на Rust работают быстро и ломаются только в безвыходных ситуациях.
• Статическая типизация. В Rust проверка типов переменных происходит ещё на этапе компиляции — это плюс к надёжности языка.
• Совместимость с C++. В программах на Rust можно без проблем вызывать блоки кода из С и C++ — и наоборот.
• Заботливый компилятор. Если в программе случится ошибка, компилятор расскажет, что пошло не так, и даст советы, как всё починить.
• Кросс-платформенность. Rust запускается почти на любом устройстве: от компьютеров и смартфонов до банкоматов и умных часов.
• Многопоточность. Программы на Rust умеют выполнять несколько операций одновременно, эффективно используя мощности процессора.
• Высокие зарплаты программистов. По данным «Хабр Карьеры», средняя зарплата разработчика — 242 тысячи рублей. Деньги действительно большие, но есть нюанс — о нём ниже.

Есть у Rust и недостатки — их немного, но давайте их тоже разберём:

• Ограниченная поддержка ООП. Например, нельзя без костылей реализовать полноценное наследование кода и классы.
• Частые обновления. Синтаксис Rust меняется с каждой новой версией, поэтому разработчикам приходится постоянно переучиваться. С другой стороны, язык в итоге становится безопаснее и удобнее в использовании.
• Низкая популярность. На HeadHunter мы нашли всего 140 вакансий для Rust-разработчиков по всей России — при этом компании в основном ищут опытных специалистов, а предложений для джунов совсем немного.

Подходит ли Rust новичку?

Несмотря на любовь программистов к Rust, у этого языка довольно высокий порог входа. Чтобы начать работать, нужно долго учиться: осваивать сам язык, параллелизм, работу с памятью и другие сложные концепции. Поэтому ответ на вопрос будет зависеть от вашего опыта и скиллов.

Если вы только начинаете изучать программирование, лучше подыскать что-то более востребованное и лёгкое в освоении. Скажем, тот же JavaScript — сейчас это один из самых популярных языков в России. На нём пишут всю видимую часть интернета: интерфейсы, кнопки, слайдеры и прочую красоту. Если хотите писать код и сразу видеть результат — лучше варианта не найти.

Но если вы уже умеете программировать на C++ или Java и кто-то предлагает вам сменить профиль — есть смысл задуматься о переходе. Rust — быстрый, безопасный и компактный язык, он отлично подходит для разработки сложных проектов и систем. С ним вы будете застрахованы от случайных ошибок и утечек памяти.

Читайте также:

• С++: что нужно знать об этом языке программирования
• Задача про директора и график смен программистов
• С какого языка начать изучение программирования

Язык программирования Rust: безопасность, производительность и преимущества

Язык программирования Rust был разработан компанией Mozilla и впервые представлен в 2010 году. Он считается одним из самых безопасных и производительных языков программирования на сегодняшний день. В данной статье мы рассмотрим основные преимущества Rust, и почему он становится все более популярным в системном программировании.

Безопасность в Rust

Одной из ключевых особенностей Rust является обеспечение строгих гарантий безопасности памяти. Rust предотвращает множество типичных ошибок, таких как гонки данных и неправильное использование памяти, с помощью двух мощных механизмов: системы владения (ownership) и системы заимствования (borrowing). Эти механизмы управления памятью позволяют программистам предотвратить гонки данных, так как Rust гарантирует, что данные будут доступны только одному владельцу за раз, и заимствования не позволяют одновременно иметь и изменять данные.

Кроме того, Rust предоставляет проверку времени жизни (lifetime), что гарантирует, что память будет автоматически освобождена, когда ее время жизни истечет. Это предотвращает утечки памяти и другие проблемы, связанные с неправильным использованием памяти. Rust также предлагает тип Option, который явно представляет значение, которое может отсутствовать, избавляя программиста от необходимости обрабатывать null-указатели и связанные с ними ошибки.

Производительность в Rust

Rust был разработан с учетом требований производительности, и его основные характеристики делают его одним из самых быстрых языков программирования. Rust не использует сборщик мусора, что позволяет управлять памятью более эффективно. Вместо этого Rust автоматически обрабатывает память с помощью системы владения и времени жизни, что позволяет минимизировать паузы во время выполнения программы и ускорить работу приложений.

Компилятор Rust, известный как rustc, использует LLVM для генерации машинного кода, что позволяет Rust-программам достичь оптимальной производительности. LLVM является мощным инструментом оптимизации, который обеспечивает превосходную производительность на различных архитектурах процессоров и операционных системах. Благодаря этому Rust-приложения могут работать быстрее и потреблять меньше ресурсов, что делает их идеальными для высоконагруженных систем, встраиваемых систем и веб-приложений.

Одной из основных причин, по которым разработчики выбирают Rust, является его надежность, обеспечиваемая за счет встроенных механизмов безопасности и производительности. Комбинация этих факторов позволяет создавать программное обеспечение, которое не только быстро, но и безопасно, значительно снижая количество времени и усилий, которые разработчики тратят на устранение ошибок и улучшение производительности кода.

Rust также обладает активным и дружелюбным сообществом, которое постоянно работает над улучшением языка и созданием новых библиотек и инструментов. Это облегчает разработчикам нахождение готовых решений и получение помощи в случае возникновения проблем.

Совместимость с C и C++

Одной из главных причин, по которой разработчики выбирают Rust для работы с C и C++, является его совместимость с ABI (Application Binary Interface) языков C и C++. Благодаря этому Rust может вызывать функции, написанные на C и C++, а также предоставлять свои собственные функции для вызова из C и C++ программ. Это достигается с помощью специального атрибута #[no_mangle] и ключевого слова extern, которые указывают компилятору на то, что функция должна использовать C-подобное соглашение об именах и вызовах. Кроме того, структуры данных Rust могут быть представлены в формате, совместимом с C, с использованием атрибута #[repr(C)].

Однако стоит отметить, что совместимость Rust с C++ ABI менее прямолинейна, поскольку C++ имеет более сложную систему именования и вызова функций, а также поддерживает такие возможности, как перегрузка функций и шаблоны. В этом случае разработчики могут использовать сторонние инструменты, такие как cxx или rust-cpp, для облегчения взаимодействия между Rust и C++ кодом. Эти инструменты позволяют генерировать оболочки или мосты для работы с классами и объектами C++, что облегчает интеграцию.

Помимо этого, Rust предлагает удобный механизм взаимодействия с библиотеками C и C++ через FFI (Foreign Function Interface). FFI обеспечивает безопасный и эффективный способ вызова функций, написанных на других языках, и обмена данными между ними. В случае с C библиотеками, Rust может использовать функции напрямую, объявляя их с помощью ключевого слова extern. При работе с библиотеками C++, создание межъязыкового интерфейса может потребовать больше усилий, включая написание оберток на языке C, которые затем могут быть вызваны из Rust.

Важно учитывать особенности системы владения и заимствования Rust при взаимодействии с C и C++ кодом. Хотя Rust обеспечивает строгую проверку безопасности памяти, эта проверка может быть ослаблена при вызове функций C и C++, которые не следуют правилам безопасности Rust. В этом случае разработчикам следует быть особенно внимательными и тщательно проверять код на предмет возможных ошибок, связанных с небезопасными блоками и указателями.

Также стоит упомянуть интеграцию Rust в существующие проекты на C и C++. Во многих случаях разработчики могут добавить Rust код в проект, используя инструменты сборки, такие как cargo и make, или системы сборки, такие как CMake и Meson. Это позволяет постепенно интегрировать Rust в проект, обеспечивая плавный переход с C или C++ на Rust и расширение функциональности программ.

Rust в системном программировании

Rust был разработан с учетом специфики системного программирования, что предопределило его основные преимущества. Во-первых, Rust обеспечивает безопасность памяти без использования сборщика мусора, что является ключевым фактором для высокопроизводительных систем. Это достигается за счет строгой системы владения (ownership) и контроля времени жизни (borrowing), которые позволяют автоматически управлять памятью и избегать проблем, таких как висячие указатели, двойное освобождение памяти и гонки данных.

Во-вторых, Rust обладает высокой производительностью, сравнимой с такими языками, как C и C++. Это обеспечивается за счет низкоуровневых возможностей языка, позволяющих контролировать использование памяти и аппаратных ресурсов, а также средств компилятора для оптимизации кода. Таким образом, Rust позволяет создавать мощные и производительные системы, используя минимальные ресурсы.

Rust успешно применяется во многих областях системного программирования, например, при создании операционных систем, сетевых протоколов, встроенных систем и криптографических библиотек. Рассмотрим некоторые примеры.

Одним из заметных проектов является операционная система Redox, полностью написанная на Rust. Redox разрабатывается с целью создания безопасной, микроядерной и многопользовательской операционной системы с использованием современных подходов к дизайну и программированию. Rust обеспечивает уровень безопасности, который позволяет избежать большинства проблем, возникающих при использовании традиционных языков системного программирования.

В области сетевых протоколов Rust также демонстрирует свои преимущества. Проекты, такие как QUIC и HTTP/3, используют Rust для создания надежных и быстрых протоколов передачи данных. Комбинация безопасности памяти и высокой производительности делает Rust привлекательным выбором для разработки сетевых приложений и протоколов, где необходимо обеспечить низкую задержку и высокую пропускную способность.

В сфере встроенных систем Rust также находит свое применение благодаря своей низкоуровневой функциональности и управлению ресурсами. Создание таких систем на Rust позволяет обеспечить стабильность работы и предотвращение ошибок, связанных с некорректным использованием памяти. Примером может служить проект Tock, операционная система в реальном времени для встроенных систем, написанная на Rust.

Наконец, Rust находит свое применение и в области криптографии. Библиотека ring использует Rust для обеспечения безопасности криптографических операций и оптимизации производительности. Возможность языка предотвратить большинство ошибок, связанных с некорректным использованием памяти и конкурентным доступом, делает его подходящим выбором для создания криптографических библиотек и инфраструктуры.

Кроме уже упомянутых проектов, таких как Redox, QUIC, HTTP/3, Tock и ring, существует ряд других реальных проектов в системном программировании, которые используют Rust. Ниже приведены некоторые из них:

1. Firecracker: Это проект с открытым исходным кодом от Amazon Web Services (AWS), который представляет собой легковесный виртуализатор с микросервисной архитектурой. Firecracker написан на Rust и предназначен для безопасного и быстрого запуска тысяч микро-VM на одном сервере. Rust обеспечивает надежность и производительность, которые являются важными для этого типа виртуализаторов.
2. Linkerd: Это сервис-меш с открытым исходным кодом, используемый для обеспечения надежной и безопасной связи между микросервисами. Linkerd написан на Rust и Go, и его производительность и безопасность обеспечиваются благодаря использованию Rust для критически важных компонентов, таких как прокси-сервер.
3. TiKV: Это распределенная система хранения данных с открытым исходным кодом, разработанная на Rust. TiKV предоставляет гибкость и масштабируемость для обработки больших объемов данных и использует Rust для достижения высокой производительности и безопасности.
4. Fuchsia — это проект операционной системы с открытым исходным кодом от Google, который разрабатывается с использованием множества языков программирования, включая Rust. Rust используется в различных компонентах Fuchsia для обеспечения безопасности и надежности, особенно в области драйверов и низкоуровневых сервисов.
5. Crosvm: Проект с открытым исходным кодом от Google, представляющий собой гипервизор для запуска виртуальных машин на Chrome OS. Crosvm написан на Rust и обеспечивает надежную и быструю виртуализацию с минимальным воздействием на производительность и безопасность системы.

Эти проекты демонстрируют разнообразие областей применения Rust в системном программировании и подтверждают его потенциал для дальнейшего роста и развития в этой сфере.

Rust и Веб-разработка

Rust также прекрасно интегрируется с технологиями веб-разработки, например, с JavaScript. Благодаря WebAssembly (Wasm) — бинарному формату, который позволяет запускать код, написанный на других языках, таких как Rust, прямо в браузере — разработчики могут использовать Rust для улучшения производительности и безопасности своих приложений. С инструментами, такими как wasm-bindgen, можно легко создавать прозрачные интерфейсы между кодом Rust и JavaScript, что облегчает внедрение Rust в существующие проекты.

В веб-разработке уже существует несколько реальных проектов, использующих Rust. Один из наиболее известных — проект Actix, высокопроизводительный и безопасный веб-фреймворк, который предоставляет разработчикам инструменты для создания асинхронных веб-приложений с поддержкой различных протоколов и парадигм программирования. Actix предлагает привычные для разработчиков абстракции, такие как маршрутизация, обработка запросов и ответов, а также интеграцию с базами данных.

Еще один замечательный пример использования Rust в веб-разработке — проект Yew. Это современный фреймворк для создания многофункциональных и быстрых веб-приложений с использованием WebAssembly. Yew предоставляет компонентный подход к разработке, аналогичный тому, что используется в React и Vue.js, но с преимуществами Rust, такими как высокая производительность и безопасность. Yew позволяет разработчикам создавать интерактивные пользовательские интерфейсы с быстрым откликом, оптимизированные для современных браузеров.

Стоит также упомянуть проект Rocket, который является еще одним веб-фреймворком, написанным на Rust. Rocket предлагает интуитивный и удобный синтаксис, который облегчает написание безопасного и высокопроизводительного кода для веб-приложений. Он включает в себя множество полезных функций, таких как маршрутизация, обработка запросов, шаблонизация и поддержка асинхронных операций.

Реальные проекты, использующие Rust в веб-разработке, продолжают появляться, и это отражает растущий интерес к этому языку. Например, компания npm (Node Package Manager) перешла на использование Rust в своей инфраструктуре для оптимизации производительности и устранения проблем с памятью, возникающих при использовании JavaScript. Это демонстрирует, что Rust может быть полезным дополнением к традиционным языкам веб-разработки, таким как JavaScript, Python или Ruby.

Игровая индустрия

Разработка игр на Rust становится возможной благодаря экосистеме инструментов и библиотек, предоставляемых сообществом. Например, Amethyst и Bevy – это два мощных и гибких игровых движка, созданных на Rust. Они предлагают разработчикам широкие возможности для создания игр различных жанров и стилей, от инди-проектов до ААА-игр.

Касательно реальных проектов на Rust, стоит отметить игру «Veloren» – многопользовательскую ролевую игру с открытым миром, вдохновленную такими играми, как «Minecraft» и «Cube World». Разработка Veloren ведется силами сообщества, исходный код доступен на GitHub, и это отличный пример того, как можно использовать Rust для создания качественных и надежных игр.

Поддержка сообщества

Rust может похвастаться активным и вовлеченным сообществом разработчиков, которое сыграло важную роль в его успехе и продолжает способствовать его росту. Это сообщество постоянно трудится над улучшением языка, созданием новых библиотек и инструментов, что делает Rust привлекательным для разработчиков различного уровня и специализации.

Одним из ярких примеров активности сообщества Rust является его официальный сайт, содержащий обширные ресурсы для изучения языка, включая документацию, руководства и учебные материалы. Кроме того, сообщество организует множество мероприятий, таких как конференции, воркшопы и хакатоны, на которых разработчики могут обмениваться опытом, обсуждать новые идеи и сотрудничать над проектами.

Благодаря активному сообществу, разработчики имеют возможность получить поддержку и консультации от коллег по всему миру. Форумы, чаты, блоги и другие платформы предоставляют возможности для общения, обсуждения вопросов и проблем, а также предоставления и получения обратной связи по своим проектам. Это способствует созданию сети контактов, обмену опытом и совместной работе над интересными и важными проектами.

Сообщество Rust не только создает новые инструменты и библиотеки, но и активно работает над их улучшением и поддержкой. Это означает, что разработчики могут рассчитывать на стабильность, производительность и совместимость, что снижает риски и упрощает работу над проектами. Также это способствует распространению лучших практик и стандартов, обеспечивая качество и надежность разработанных продуктов на Rust.

Дружелюбная экосистема

Дружелюбная экосистема Rust облегчает жизнь разработчикам, предоставляя инструменты и сервисы, способствующие быстрому и удобному написанию кода, а также обеспечивающие его качество и согласованность. Ниже мы рассмотрим основные компоненты этой экосистемы, которые делают Rust привлекательным для разработчиков.

Cargo – это система управления пакетами и сборки для Rust. Она предоставляет интуитивно понятный и удобный интерфейс для управления зависимостями, сборки проектов и публикации библиотек. Cargo позволяет легко добавлять или обновлять библиотеки, контролировать версии и настраивать процесс сборки, что существенно упрощает работу разработчиков и повышает их продуктивность. Благодаря Cargo, разработчики могут сосредоточиться на написании кода, а не на рутинных задачах управления проектами.

rustfmt – инструмент автоматического форматирования кода на Rust. Он позволяет привести код к единому стилю, обеспечивая его чистоту, согласованность и читабельность. rustfmt настраивается на основе стандартных рекомендаций или пользовательских правил, что позволяет разработчикам легко поддерживать единый стиль кода в своих проектах. Использование rustfmt упрощает процесс проверки кода, совместной работы и внесения изменений, снижая вероятность ошибок и проблем сопровождения.

Clippy – это мощный инструмент статического анализа кода, который помогает разработчикам улучшить качество своего кода на Rust. Clippy анализирует код на наличие распространенных ошибок, неэффективных паттернов, неоптимальных решений и предлагает рекомендации по их исправлению. Кроме того, Clippy может проверять код на соответствие стандартам и принципам идиоматического Rust, что способствует созданию надежных, эффективных и поддерживаемых решений. Использование Clippy в процессе разработки повышает качество кода и снижает вероятность возникновения проблем и ошибок.

Заключение

Язык программирования Rust продолжает завоевывать популярность благодаря своим преимуществам в области безопасности и производительности. Система собственности и заимствования, совместимость с C и C++, активное сообщество и дружелюбная экосистема делают Rust привлекательным выбором для разработчиков различных направлений.

При правильном использовании Rust способен занять высокую позицию среди языков программирования, и его будущее выглядит ярким и обещающим. Не упустите возможность ознакомиться с этим языком и попробовать его в своих проектах!

Здесь можно проголосовать за Rust как за один из лучших языков для изучения в 2023 по версии пользователей habr.com.

Язык программирования Rust

На сегодняшний день существует уйма языков программирования. Одни из них старые и заслуженные, такие как C/C++, другие — просто модные. Но есть и такие, которые, помимо моды, новизны и популярности, еще и весьма перспективные. И сегодня мы поговорим об одном таком языке. Это язык Rust (неофициально именуемый «Ржавым»), который по состоянию на 2021 год был самым высокооплачиваемым языком в мире.

Інтенсівний курс від laba: Фінансовий директор.
Ефективне фінансове управління компанією.

Итак, сегодня мы подробно поговорим о том, какие особенности имеет этот язык, где и в каких задачах применяется, какими преимуществами и недостатками обладает. Поехали!

1. Что такое Rust?

Язык программирования Rust — это универсальный ЯП, который разрабатывают в компании Mozilla. Он основан на трех «китах» — скорости, безопасности и эргономике. Этот язык весьма молод — он релизнулся в 2015 году (первая версия вышла 15 мая), но при этом активно развивается. Авторы позиционируют его в качестве одного из вероятных наследников C/C++. И тому есть немало причин.

Несмотря на новизну языка, каждые 6 недель выходит новый релиз, добавляющий новые возможности. Разработка идет очень активно, права на язык принадлежат Rust Foundation, который учредили компании AWS, Huawei, Google, Microsoft и Mozilla. Отметим, что в период с 2016 по 2020 год Rust занимал первое место в списке любимых языков по итогам ежегодного опроса разработчиков Stack Overflow Developer Survey.

Динамічний курс від skvot: Візуалізація екстер’єрів у 3DS MAX.
Мистецтво в 3DS MAX.

2. Особенности языка Rust

Язык программирования Rust изначально разрабатывался как быстрый и лаконичный. Потому первой его особенностью является синтаксис, который похож на синтаксис C. Программы на этом языке также выполняются быстро.

Еще одна особенность — это высокий уровень защищенности данных в памяти. Язык самостоятельно управляет размещением данных в памяти, используя указатели. Это позволяет избежать многих ошибок, связанных с переполнением стека. Для этого задействована модель управления памятью на основе безопасных шаблонов параллельного выполнения.

Помимо этого, язык обладает мощным анализатором кода, который предотвращает утечки памяти и предупреждает ошибки при работе с многопоточностью. Таким образом, программы на Rust не только быстрые, но также и защищенные.

В языке также нет garbage collection или сборщика мусора, который присутствует во многих других языках. Эта технология автоматически очищает память от ненужных уже объектов. Но в Rust, как сказано выше, используется система указателей, так что сборка мусора попросту не нужна.

ЯП Rust используется не только для прикладного, но и для системного программирования. Подробнее о том, где и как он применятся, мы поговорим дальше, а пока отметим, что на этом языке можно писать даже ядро операционной системы. На данный момент есть проект перевода ядра Linux на Rust. Помимо этого, в 2019 году Microsoft начала разработку своего языка на базе Rust, на который потенциально могут перевести и Windows.

3. История языка программирования Rust

Сам язык начал разрабатываться с 2006 года сотрудником Mozilla Грэйдоном Хором, проектом он занимался в свободное время. Три года спустя проект получил финансирование от компании, а в следующем, 2010 году, его представили на Mozilla Summit 2010. Первая релизная версия появилась в 2015 году.

Название автор взял от грибов семейства «ржавчинные». По словам Хора, их особенность в том, что это «распределенные организмы», которые лишены «единой точки отказа» и могут выживать в самых разных условиях. Эти грибы также умеют быстро расти и распространяться.

По мнению автора, это было хорошей аналогией для языка, который «заточен» на скорость и безопасность работы.

После того, как Хор показал свои наработки в компании, там заинтересовались проектом, поскольку хотели перейти от С++ к другим языкам и упростить технологии. После этого начались попытки использования языка в готовых решениях. К примеру, на Rust написали браузерный движок Servo, который создавали вместе специалисты Mozilla и Samsung.

В настоящее время язык используется для написания ряда проектов.

Експертний курс від mate.academy: IT Рекрутмент Вечірній.
Експертний курс від mate.academy: IT Рекрутмент Вечірній.

4. Преимущества и недостатки языка Rust

В этом разделе мы поговорим о том, какими преимуществами и недостатками обладает Rust. Как и любой другой язык, у него есть свои плюсы и минусы, о которых мы и поговорим в данном разделе.

Преимущества языка выглядят так:

• Наличие единого компилятора, который включает в себя встроенный менеджер пакетов и их сборщик, систему генерации тестов и документации. Все это есть изначально в базовой поставке.
• Изначально высокий уровень безопасности при работе с памятью. Система не допускает ошибок сегментации данных при работе с памятью, что автоматически повышает защищенность приложений.
• В языке можно применять абстракции, которые упрощают ручное управление памятью.

Недостатки языка тоже есть. Вот они:

• В Rust не используются классы и системы наследования, что усложняет написание объектно-ориентированного кода.

Програмний курс від robotdreams: С++ для GameDev.
Розробка ігор на високому рівні.

Таким образом, главными плюсами Rust можно счесть скорость и безопасность, а минусы вытекают из них — жесткие требования к структуре кода, необычные решения и высокий порог вхождения.

5. Основы синтаксиса Rust

Здесь мы разберем все основные примеры синтаксических конструкций языка. И начнем с традиционного « Hello World! » на Rust.

5.1. Первая программа

Первая реальная программа на этом языке выглядит так:

fn main()

Разберем все части этого кода.

fn — так обозначается функция (она же function). В Rust это базовая конструкция, которая предназначена для выполнения задач. Мы объявили функцию и затем назвали ее — main (). В скобках мы указываем параметры функции, если таковые есть. Они могут быть, а могут и отсутствовать.

В фигурных скобках или < >мы указываем тело программы, то есть прописываем, что именно делает функция main (). В данном случае она выводит данные на экран с помощью макроса println!. Этот макрос похож на функцию, он добавляет новую строку и выводит данные, которые мы задали в скобках — ( «Hello, world!» ). Отметим, что макрос отличается от функции именно восклицательным знаком.

Точка с запятой — это конец инструкции. В данном случае это конец макроса.

5.2. Переменные в Rust

Переменные в Rust, как и в других языках, используются для хранения данных. Формат объявлений переменных таков:

let [variable_name] = [value];

Имя переменной должно быть информативным, т. е. описывать, чем является ее значение. Например:

let my_name = "Ryan";

Здесь создана переменная my_name со значением Ryan.

Рекомендуется давать переменным названия, начинающиеся со строчной буквы, а новое слово начинать с заглавной. Это не обязательно, но считается хорошим тоном. При этом в Rust переменные не меняются по умолчанию. То есть, их значение нельзя изменить после того, как они заданы.

Например, вот этот код выдаст ошибку во время компиляции:

fn main() < let x = 5; println!("The value of x is: <>", x); x = 6; println!("The value of x is: <>", x);>

То есть, мы сначала задали значение x равное 5, а затем попытались изменить его на 6. Это неправильно.

На первый взгляд такое свойство языка Rust кажется неудобным, но оно помогает устранить баг ошибочного присваивания переменной неверного значения. Ведь такие ошибки сложно отслеживать. А безопасность, как сказано выше, это одно из основных свойств Rust.

Если же надо создать изменяемую переменную, то это делается так:

let mut x = 5;

Изменяемые переменные чаще всего используются как переменные-итераторы или как переменные в структурах цикла while. Здесь используется команда mut, чтобы четко определить, что переменная меняется.

5.3. Типы данных

В Rust можно четко указывать тип данных для переменной. Для этого используется &[type]. Если нам надо указать тип для my_name, это делается так:

let my_name = "Ryan"; // с явно определенным типом let my_name: &str = "Ryan"; // с явно определенным типом

То есть, мы четко определили, что это будет строка, а не число.

К примеру, есть переменная answer, которая записывает ответ пользователя в форму.

let answer = "true";

Rust неявно определяет строковый тип для этой переменной, так как она приводится в кавычках.

Но при этом название переменной может указывать на булевый тип с вариантами ответа true и false. Чтобы избежать непонимания и ошибок, лучше объявить переменную явно:

let answer: bool = true;

Основные типы данных на Rust:

• Integer: целочисленный (целые числа).
• Float: числа с плавающей запятой (с десятичными знаками).
• Boolean: логический (булев) с выбором между двумя вариантами (true или false).
• String: строковый (набор символов, заключенных в кавычки).
• Char: скалярное значение Юникод, представляющее конкретный символ.
• Never: тип без значения (обозначается как !).

То есть, лучше использовать явные обозначения, что укладывается в парадигму безопасного языка.

5.4. Функции

Мы уже рассмотрели базовую функцию main(), но есть и другие. Функции часто представляют собой одну повторяющуюся задачу, которую можно вызывать в разных частях программы. К примеру, это addUser (добавление пользователя) или changeUsername (изменение имени пользователя).

При этом такие функции должны иметь уникальное имя и возвращать результат, а также иметь параметры. Формат выглядит так:

fn [functionName]([parameterIdentifier]: [parameterType])

Fn — это объявление функции.

[functionName] — имя или идентификатор, по которому еще можно будет вызвать.

() — те самые параметры, которые приводятся в скобках. Если их нет, оставляем скобки пустыми.

[parameterIdentifier] — имя передаваемого значения, которое выступает в роли переменной. Его можно вызвать в любом месте в пределах функции.

[parameterType] — тип параметра, который надо указать явно.

<> — фигурные скобки указывают на начало и конец блока кода. Этот код выполняется при каждом вызове идентификатора функции.

[functionBody] — здесь должен быть только код, связанный с выполнением задачи функции.

Таким образом, наш «Hello, world!» будет выглядеть так:

fn say_hello() < println!("Hello, world!"); >fn main()

Как видите, все просто.

5.5. Комментарии

Комментарии в коде позволяют понять, что делает тот или иной участок кода. Компилятор не обрабатывает их, так что они нужны только для удобства программиста. Однако их желательно писать, особенно в крупных проектах, где разные люди работают над разными частями кода.

В Rust есть два способа писать комментарии. Первый — использовать двойной слэш (это по-русски называется двойной косой чертой) //. В этом случае все до конца строки игнорируется компилятором. Например:

fn main() < // Эта строка полностью игнорируется println!("Hello, world!"); // А эта напечатала сообщение // Все готово, программа завершена >

Второй способ — начинать комментарий косой чертой со звездочкой /* и завершать его звездочкой с косой чертой */. Такой подход позволяет размещать комментарий в строках кода и использовать несколько строк.

fn main(/* я могу это сделать! */) < /* первый комментарий */ println!("Hello, world!" /* второй комментарий */); /* Все готово. Пока! третий комментарий */ >

Также можно закомментировать те участки кода, которые сейчас не нужны, но в будущем потребуются.

5.6. Условные инструкции

Это аналоги логических операторов в других языках. То есть, они выполняются только в случае если некое условие или набор условий истинны. Все условные инструкции содержат проверяемую переменную и целевое значение, а оператор условия вида ==, < или >определяет их соотношение. На выходе это дает результат true («истинно») и false («ложно»), если переменная удовлетворяет или не удовлетворяет значению. В общем, обычная логическая переменная.

Существует три условных оператора: if, if else и while. Первый создает классическую пару вариантов — «если — то».

Условный оператор if выглядит так:

fn main() < let is_hot = false; < println!("It's hot!"); >>

То есть, если условие истинно, выполняется код, если же нет — пропуск этого пункта и переход на следующую позицию.

if else — если условие истинно, выполняется тело кода A . В противном случае выполняется тело кода B . Не менее классическое ветвление.

fn main() < let is_hot = false; if is_hot < println!("It's hot!"); >else < println!("It's not hot!");

while: тело кода многократно выполняется, пока условие true («истинно»). Как только условие становится false («ложным»), выполнение этого цикла прекращается.

while is_raining()

При этом нужно, чтобы в циклах while проверяемая переменная была изменяемой, чтобы было условие выхода. Иначе цикл будет бесконечным.

5.7. Владение

Владение — это центральная особенность Rust и одна из причин его популярности. Речь идет о том самом механизме освобождения памяти, который есть в Rust. В тех же Java, JavaScript или Python есть сборщики мусора, которые автоматически удаляют неиспользуемые ссылки. В C или C++ от разработчиков требуется делать это вручную, что требует больше времени и создает проблемы.

В Rust же используется система владения, которая управляет памятью с помощью набора правил, применяемых компилятором во время компиляции. Для нее есть ряд правил:

1. Каждое значение в Rust имеет переменную-владельца.
2. В каждый конкретный момент времени у значения есть одна переменная-владелец.
3. При выходе владельца из видимости, значение автоматически удаляется.

Это позволяет выделять память под объявленные переменные лишь пока они используются. При передаче переменных в качестве параметров в другую функцию, они копируются туда и назначаются другому владельцу. А первый лишается их.

fn main() < let x = 5; // переменная x владеет значением 5 function(x); >fn function (number : i32) < // number становится владельцем значения 5 let s = "memory"; // начинается область видимости переменной s, здесь s становится действительной // здесь с s выполняются какие-то действия >// эта область видимости заканчивается, и теперь s больше недействительна

Главный вывод касается разного использования s и x . Сначала x владеет значением 5, но после выхода ее из области видимости функции main() переменная x должна передать владение параметру number. Ее использование в качестве параметра позволяет продолжить область видимости выделения памяти под значение 5 за пределы исходной функции.

С другой стороны, переменная s не используется в качестве параметра и поэтому память для нее остается выделенной только тогда, когда программа находится внутри function(). По завершении function() значение s никогда больше не потребуется и для высвобождения памяти от него избавляются.

5.8. Структуры

Это аналоги классов в Java и Python. Они обозначаются как struct . Иначе говоря, это пользовательские типы данных, создаваемые для представления типов объектов.

Синтаксис объявления структуры:

struct [identifier]

struct сообщает Rust, что следующее объявление определит тип данных struct.

[identifier] — это имя типа данных, используемого при передаче параметров. К примеру это string или i32 для строковых и целочисленных типов соответственно.

<> — фигурные скобки обозначают начало и конец переменных, необходимых для структуры.

[fieldName] — здесь объявляется первая переменная, которую должны иметь все экземпляры этой структуры. Переменные внутри структуры называются полями.

[fieldType] — здесь в явном виде определяется тип данных переменной.

Нижеследующий пример включает в себя структуру struct Car, в которую входит переменная строкового типа brand и целочисленного year.

struct Car< brand: String, year: u16,>;

Каждый создаваемый экземпляр типа Car должен иметь значения для этих полей.

Поэтому создадим экземпляр Car для конкретного автомобиля со значениями для brand (модели) и year (года выпуска).

let my_car = Car < brand: String:: from ("BMW"), // с явно заданным строковым типом year: 2009,>;

Вот так выглядит полная структура:

fn main () < struct Car < brand: String, year: u16,>; let my_car = Car ; println!("My car is a <> from <>", my_car.brand, my_car.year );>

Как видим, структуры хорошо подходят для хранения данных, которые относятся к тому или иному типу объекта.

6. Сферы применения

Язык Rust позволяет реализовывать широкий спектр задач. В списке отметим:

• Создание веб-серверов и клиентских приложений.
• Программы для блокчейна.
• Разработка ядер ОС (сейчас есть проект по переводу Linux на этот язык).
• Программы общего назначения.
• Различные мониторинговые системы.
• Игры, браузеры и так далее.

Иначе говоря, Rust подходит для всех основных задач.

Итоги

Как ожидается, востребованность языка будет только расти со временем. Ведь многие компании хотят заменить им устаревшие C/C++, и это им удается.

Если же этого вводного материала мало, и вы хотите начать изучать Rust, то можно посмотреть вот эти обучающие видео: