Czym jest programowanie w Rust?

Czym jest programowanie w Rust? Rust jest wieloparadygmatowym językiem programowania ogólnego przeznaczenia z naciskiem na wydajność, współbieżność i bezpieczeństwo typów. Jego bezpieczeństwo pamięciowe jest wymuszane bez liczenia referencji czy zbierania śmieci. Jest to popularny wybór dla szerokiego zakresu zastosowań. Jest to potężny, szybki język, który obsługuje aplikacje współbieżne i rozproszone. Jest oparty na C i jest kompatybilny z Javą, C++ i Objective-C.

Autokorekta

Kompilator języka Rust posiada elastyczny mechanizm wtyczek, który pozwala na pisanie niestandardowych kontroli lint. Te kontrole są używane do identyfikacji i podkreślania błędów w twoim kodzie Rust. Niko Matsaki udostępnił prezentację i film, który wyjaśnia proces tworzenia lintera. Książka rustc-dev również zawiera informacje o tworzeniu linterów.

Chociaż Rust ma rozbudowaną obsługę błędów, nie oznacza to, że nigdy nie powinieneś z niej korzystać. Jeśli piszesz „szybki i brudny” program, nadal powinieneś używać unwrap do oznaczania lokalizacji obiektu. Zapewni to, że nie zostaniesz zdezorientowany podczas jego wykonywania i unikniesz zakłopotania związanego z okropnym komunikatem o błędzie. Ponadto powinieneś użyć String lub Box zamiast unwrap, gdy piszesz szybki i brudny program.

Kompilator Rust może użyć odległości Manhattan lub Levenshtein Distance, aby zidentyfikować pozycję konkretnego znaku w pliku. Ta odległość jest miarą ilości miejsca, w którym musi znajdować się poprawka. Na przykład, błąd w bloku kodu może spowodować błąd, jeśli znak został wstawiony lub usunięty, podczas gdy poprawny znak jest tworzony po zmianie pliku. Tę funkcję autokorekty można wykorzystać do ignorowania specjalnych plików.

Jedną z najbardziej użytecznych cech kompilatora Rust jest jego zdolność do wykrywania typów obiektów. Jeśli zmienna zostanie zdefiniowana dwukrotnie, kompilator Rust wywnioskuje, że jest ona typu dwa lub jeden. Stąd kompilator będzie próbował zinterpretować wartość drugiej poprzez zbadanie jej typu. Dodatkowo może również sprawdzić wartość pierwszego argumentu do funkcji.

Bezpieczeństwo pamięci

Rdzeniem bezpiecznego Rusta jest jego model zarządzania zasobami oparty na własności. Własność jest pożyczana między zmiennymi, jako referencje lub aliasy. Zmienna może mieć tylko jeden mutowalny alias, a mutowalny alias nie może mieć tego samego właściciela co oryginalna zmienna. Pożyczka może być niezmienna lub ruchoma, a kompilator Rust zapewnia sprawdzanie pożyczek.

Podczas programowania w Rust nie należy używać niebezpiecznych funkcji. Mogą one powodować błędy bezpieczeństwa pamięci. Jeśli funkcja wywołuje niebezpiecznie, możesz łatwo ją zauważyć i usunąć z programu. Jeśli jednak chcesz używać niebezpiecznych funkcji, nigdy nie powinieneś wywoływać uninitialized lub alloc(), aby stworzyć bufor. Podobnie, dereferencja surowych wskaźników w twoim kodzie nie jest bezpieczna, ponieważ może wprowadzić mutowalne współdzielone aliasy i może pozostawić twój program podatny na podwójne wolne.

Duże firmy, które mają wysoko postawione działy cyberbezpieczeństwa i ogromne budżety, mogą być w stanie skorzystać z podejścia Rust do bezpieczeństwa pamięci. Na przykład Google, AWS i Microsoft już używają Rust, a open-sourcing niektórych z ich zastrzeżonych narzędzi i bibliotek pomoże im dalej integrować Rust w ich stosach oprogramowania. Zwiększy to dojrzałość języka, przynosząc cenne zasoby i narzędzia dla deweloperów open-source.

Podczas korzystania z kompilatora Rust ważne jest, aby przestrzegać instrukcji zawartych w jego dokumentacji. Korzystanie z tej wytycznej uchroni Rusta przed popełnieniem błędów, które mogą prowadzić do problemów z bezpieczeństwem. Zapewni również, że twój kod jest solidny i niezawodny. Jest to krytyczne, ponieważ będzie chronić twój kod przed atakami bezpieczeństwa pamięci. Tak więc, jeśli używasz Rust, będziesz chciał się upewnić, że rozumiesz zasady bezpieczeństwa pamięci i jak kompilator chroni twój kod.

Bezpieczeństwo wątku

Programowanie Rust jest bezpieczne dla wątków. Gwarantuje, że żaden pojedynczy wątek nie będzie miał dostępu do tych samych danych w wątku, i oferuje standardowe funkcje biblioteki, aby to zapewnić. Muteks, na przykład, zapewnia bezpieczną dla wątków metodę lock, oraz niewątkową metodę get_mut. Ta cecha zapobiega przypadkowym wyścigom danych i pozwala kompilatorowi na obsługę danych współdzielonych. Zapewnia również, że wszystkie wątki otrzymują tę samą wartość w tym samym czasie.

Aby zapewnić bezpieczeństwo wątków w programowaniu Rust, ważne jest, aby unikać używania słowa kluczowego unsafe. To słowo kluczowe zmusza programistów do myślenia o tym, jak napisać kod bez powodowania błędu. Ułatwia również izolowanie błędów związanych ze współbieżnością. Ponadto, kompilator automatycznie weryfikuje ograniczenia bezpieczeństwa kodu. W poniższym przykładzie funkcja send drukuje wektor. Może to spowodować warunek wyścigu lub błąd use-after-free w wątku, który wysłał wektor.

Kluczowym pojęciem jest własność. W Rust każdy wątek ma właściciela. Wątek nie może zmienić wartości, która należy do innego wątku. Ponadto wiele &T referencji nie może zmienić tej samej wartości w tym samym czasie. Bezpieczeństwo wątków jest ważną kwestią dla każdego programu. Może zapewnić podobny poziom pewności jak Java i C++. Istnieją pewne sposoby zapewnienia bezpieczeństwa wątków w programowaniu Rust.

Biblioteka standardowa jest kolejnym obszarem, na który programiści Rust mogą potrzebować zwrócić uwagę. Biblioteka standardowa jest dołączana do pliku wykonywalnego, i często jest to 300KB lub więcej. Jest to jednorazowy narzut i może być domyślnie wyłączony dla rozwoju wbudowanego. Jeśli biblioteka standardowa jest zainstalowana, wtedy możesz być w stanie wyłączyć bibliotekę i uniknąć problemu. Kompilator Rust został zaprojektowany, aby pomóc deweloperom w takich sytuacjach.

Low-level

Podczas tworzenia aplikacji ważne jest, aby zapewnić, że kod jest bezpieczny dla pamięci. Tu właśnie przydaje się sprawdzanie zapożyczeń. W Rust zmienna może mieć tylko jedno odniesienie do kawałka danych, co oznacza, że wiele wątków nie może modyfikować tego samego obiektu w tym samym czasie. Dzięki temu Rust może być używany do aplikacji bezpiecznych dla pamięci. Inną unikalną cechą Rust jest sprawdzanie zapożyczeń, rodzaj specjalnej funkcji.

Jedną z głównych różnic między C++ a Rust jest sposób zarządzania pamięcią. W C, biblioteka standardowa jest dostarczana z systemem operacyjnym. Jest to około 30MB kodu. Biblioteka standardowa Rust jest jednak oddzielna. Oznacza to, że programy wykonawcze Rust muszą łączyć się z własną, która wynosi około 300 KB. Jest to jednorazowy narzut, który nie jest wart kary za wydajność, zwłaszcza jeśli pracujesz na platformach wbudowanych.

Z tego powodu Rust nie jest odpowiednim językiem dla każdego dewelopera. Jest to jednak bardzo przydatny język, jeśli pracujesz z dużymi aplikacjami. Kompilator Rust jest potężny i oferuje doskonałe wsparcie dla obliczeń równoległych. Język ten jest również dobrym wyborem dla dużych projektów ze względu na wysoką wydajność. I może nawet wywoływać funkcje C. Minusem używania FFI jest to, że nie wiesz, czy twój kod będzie działał, czy nie. Jest to szczególnie prawdziwe, jeśli tworzysz grę, ponieważ C ++ ma rozbudowany ekosystem.

Dodatkowo Rust oferuje również potężną funkcję bezpieczeństwa pamięci, co jest wielką zaletą. Jeśli kiedykolwiek używałeś C++, będziesz wiedział, że możliwe jest użycie garbage collectora, ale w Rust nie musisz się o to martwić. Ta sama zasada dotyczy obiektów w Rust. Wszystkie obiekty w programie są alokowane na stercie i są chronione przed garbage collectorami.

Open source

Setki firm, od startupów po duże korporacje, używają Rust do różnych aplikacji internetowych. Ten niskozasobowy, wieloplatformowy język ma możliwość działania na każdej platformie, co czyni go świetnym wyborem dla urządzeń wbudowanych i skalowalnych usług internetowych. W rzeczywistości, jeśli szukasz nowego języka programowania, Rust jest jedną z najbardziej popularnych i szeroko stosowanych opcji. Jego społeczność jest zróżnicowana i aktywna, a Ty możesz być pewien, że znajdziesz projekt, który spełni Twoje potrzeby.

W przeciwieństwie do innych języków, Rust nie cierpi na podatności związane z pamięcią. Programiści mogą tworzyć bezpieczne aplikacje, które nie wpływają na wydajność systemu. Oprócz tego, że jest darmowy, Rust jest również szeroko stosowany przez duże firmy. W rzeczywistości wiele z tych firm używa Rust, a jego popularność wzrosła w ciągu ostatnich kilku lat. Według badania SlashData, korzysta z niego prawie 20 000 deweloperów. Jednak z jego popularnością wiąże się wielka odpowiedzialność. Fundacja Rust to open source nonprofit z czterema założycielami, w tym Rebeccą Rumbul, byłą dyrektor Advertising Standards Authority i byłą przedstawicielką Wielkiej Brytanii w Privacy Collective.

Jedną z głównych zalet Rust jest to, że jest bezpieczniejszą alternatywą dla C. Język został zaprojektowany tak, aby był bardziej odporny na luki bezpieczeństwa i błędy, a także jest szybszy niż większość innych języków. Microsoft eksperymentuje z tym językiem i testuje nawet pomysł dodania go do jądra Linuksa. Redox, system operacyjny oparty na Rust, wykorzystuje innowacje Rust do budowy nowoczesnego mikrokernela. Również intermezzOS, dydaktyczny OS napisany w Rust, jest systemem operacyjnym skoncentrowanym na wprowadzeniu studentów do koncepcji programowania systemów.