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364 lines
72 KiB

3 weeks ago
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<title>进入 Rust 编程世界 - Rust语言圣经(Rust Course)</title>
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<!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
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<nav id="sidebar" class="sidebar" aria-label="Table of contents">
<div class="sidebar-scrollbox">
<ol class="chapter"><li class="chapter-item affix "><a href="about-book.html">关于本书</a></li><li class="chapter-item affix "><a href="into-rust.html" class="active">进入 Rust 编程世界</a></li><li class="chapter-item affix "><a href="first-try/sth-you-should-not-do.html">避免从入门到放弃</a></li><li class="chapter-item affix "><a href="community.html">社区和锈书</a></li><li class="spacer"></li><li class="chapter-item affix "><a href="some-thoughts.html">Xobserve: 一切皆可观测</a></li><li class="chapter-item affix "><a href="beat-ai.html">BeatAI: 工程师 AI 入门圣经</a></li><li class="chapter-item affix "><li class="part-title">Rust 语言基础学习</li><li class="spacer"></li><li class="chapter-item "><a href="first-try/intro.html"><strong aria-hidden="true">1.</strong> 寻找牛刀,以便小试</a><a class="toggle"><div></div></a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item "><a href="first-try/installation.html"><strong aria-hidden="true">1.1.</strong> 安装 Rust 环境</a></li><li class="chapter-item "><a href="first-try/editor.html"><strong aria-hidden="true">1.2.</strong> 墙推 VSCode!</a></li><li class="chapter-item "><a href="first-try/cargo.html"><strong aria-hidden="true">1.3.</strong> 认识 Cargo</a></li><li class="chapter-item "><a href="first-try/hello-world.html"><strong aria-hidden="true">1.4.</strong> 不仅仅是 Hello world</a></li><li class="chapter-item "><a href="first-try/slowly-downloading.html"><strong aria-hidden="true">1.5.</strong> 下载依赖太慢了?</a></li></ol></li><li class="chapter-item "><a href="basic/intro.html"><strong aria-hidden="true">2.</strong> Rust 基础入门</a><a class="toggle"><div></div></a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item "><a href="basic/variable.html"><strong aria-hidden="true">2.1.</strong> 变量绑定与解构</a></li><li class="chapter-item "><a href="basic/base-type/index.html"><strong aria-hidden="true">2.2.</strong> 基本类型</a><a class="toggle"><div></div></a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item "><a href="basic/base-type/numbers.html"><strong aria-hidden="true">2.2.1.</strong> 数值类型</a></li><li class="chapter-item "><a href="basic/base-type/char-bool.html"><strong aria-hidden="true">2.2.2.</strong> 字符、布尔、单元类型</a></li><li class="chapter-item "><a href="basic/base-type/statement-expression.html"><strong aria-hidden="true">2.2.3.</strong> 语句与表达式</a></li><li class="chapter-item "><a href="basic/base-type/function.html"><strong aria-hidden="true">2.2.4.</strong> 函数</a></li></ol></li><li class="chapter-item "><a href="basic/ownership/index.html"><strong aria-hidden="true">2.3.</strong> 所有权和借用</a><a class="toggle"><div></div></a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item "><a href="basic/ownership/ownership.html"><strong aria-hidden="true">2.3.1.</strong> 所有权</a></li><li class="chapter-item "><a href="basic/ownership/borrowing.html"><strong aria-hidden="true">2.3.2.</strong> 引用与借用</a></li></ol></li><li class="chapter-item "><a href="basic/compound-type/intro.html"><strong aria-hidden="true">2.4.</strong> 复合类型</a><a class="toggle"><div></div></a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item "><a href="basic/compound-type/string-slice.html"><strong aria-hidden="true">2.4.1.</strong> 字符串与切片</a></li><li class="chapter-item "><a href="basic/compound-type/tuple.html"><strong aria-hidden="true">2.4.2.</strong> 元组</a></li><li class="chapter-item "><a href="basic/compound-type/struct.html"><strong aria-hidden="true">2.4.3.</strong> 结构体</a></li><li class="chapter-item "><a href="basic/compound-type/enum.html"><strong aria-hidden="true">2.4.4.</strong> 枚举</a></li><li class="chapter-item "><a href="basic/compound-type/array.html"><strong aria-hidden="true">2.4.5.</strong> 数组</a></li></ol></li><li class="chapter-item "><a href="basic/flow-control.html"><strong aria-hidden="true">2.5.</strong> 流程控制</a></li><li class="chapter-
</div>
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<h1 class="menu-title">Rust语言圣经(Rust Course)</h1>
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<div id="content" class="content">
<!-- Page table of contents -->
<div class="sidetoc"><nav class="pagetoc"></nav></div>
<main>
<img src="https://pic1.zhimg.com/80/v2-e9cfbd08d2ebca51b588d1beaed3c0dd_1440w.jpg" />
<div align="center">正在努力学 Rust 的 Ferris</div>
<br />
<h2 id="rust-发展历程"><a class="header" href="#rust-发展历程">Rust 发展历程</a></h2>
<p>Rust 最早是 Mozilla 雇员 Graydon Hoare 的个人项目。从 2009 年开始,得到了 Mozilla 研究院的资助2010 年项目对外公布2010 2011 年间实现自举。自此以后Rust 在部分重构 -&gt; 崩溃的边缘反复横跳(历程极其艰辛),终于,在 2015 年 5 月 15 日发布 1.0 版。</p>
<p>在紧锣密鼓的开发过程中Rust 建立了一个强大且活跃的社区形成一整套完善稳定的项目贡献机制Rust 能够飞速发展与这一点密不可分。Rust 现在由 <a href="https://github.com/rust-lang/rust">Rust 项目开发者社区</a> 维护, <a href="https://foundation.rust-lang.org">Rust 基金会</a>赞助支持。</p>
<p>大家可能疑惑 Rust 为啥用了这么久才到 1.0 版本与之相比Go 语言 2009 年发布,却在 2012 年仅用 3 年就发布了 1.0 版本。</p>
<ul>
<li>首先Rust 语言特性较为复杂,所以需要全盘考虑的问题非常多;</li>
<li>其次Rust 当时的参与者太多,七嘴八舌的声音很多,众口难调,而 Rust 开发团队又非常重视社区的意见;</li>
<li>最后,一旦 1.0 快速发布,那绝大部分语言特性就无法再被修改,对于有完美强迫症的 Rust 开发者团队来说,某种程度上的不完美是不可接受的。</li>
</ul>
<p>因此Rust 语言用了足足 6 年时间,才发布了尽善尽美的 1.0 版本。</p>
<blockquote>
<p>大家知道 Rust 的作者到底因为何事才痛下决心开发一门新的语言吗?</p>
<p>说来挺有趣,在 2006 年的某天,作者工作到精疲力尽后,本想回公寓享受下生活,结果发现电梯的程序出 Bug 崩溃了,要知道在国外,修理工可不像在中国那样随时待岗,还要知道,他家在 20 多楼!</p>
<p>最后,他选择了妥协,去酒店待几天等待电梯的修理。</p>
<p>当然,一般人可能就这样算了,毕竟忍几天就过去了嘛。但是这名伟大的程序员显然也不是一般人,他面对害他流离失所的电梯拿起了屠龙宝刀 - Rust。</p>
<p>自此,劈开一个全新的编程世界。</p>
</blockquote>
<h2 id="为何又来一门新语言"><a class="header" href="#为何又来一门新语言">为何又来一门新语言?</a></h2>
<p>简而言之,<strong>因为还缺一门无 GC 且无需手动内存管理、性能高、工程性强、语言级安全性以及能同时得到工程派和学院派认可的语言</strong>,而 Rust 就是这样的语言。你也可以回忆下熟悉的语言,看是不是有另外一门可以同时满足这些需求:)</p>
<p>至于 Rust 最为人诟病的点,那也就一个:学习曲线陡峭。不过当语言生态起来后,这都不算问题。</p>
<h3 id="缓解内卷"><a class="header" href="#缓解内卷">缓解内卷</a></h3>
<p>有人说 Rust 作为新语言会增加内卷其实恰恰相反Rust 可以缓解内卷。为何不说 C++ 内卷,而说 Java、Python、JS 内卷?不就是后几个相对简单、上手容易嘛?而 Rust 怎么看也是 C++ 级别的上手难度。</p>
<p>其实从我内心不可告人的角度出发,并不希望 Rust 大众化,因为这样可以保饭碗、保薪资,还能拥有行业内的地位。但是从对 Rust 的喜爱角度出发,我还是希望能卷一些。不过,目前来看真的卷不动,现在全世界范围内 Rust 的需求都大于供给,特别是优秀的 Rust 程序员更是难寻。</p>
<p>与 Go 语言相比,成为一名优秀的 Rust 程序员所需的门槛高得多,例如融汇贯通 Rust 语言各种中高级特性、闭着眼睛趟过各种坑、不用回忆无需查找就能立刻写出最合适的包/模块/方法、性能/安全/工程性的权衡选择信手拈来、深层性能优化易如反掌、异步编程小菜一碟,更别说 Rust 之外的操作系统、网络、算法等等相关知识。</p>
<p>所以Rust 可以缓解内卷,而不是增加内卷。可以说是程序员的福音,不再是被随意替换的螺丝钉。</p>
<h3 id="效率"><a class="header" href="#效率">效率</a></h3>
<p>下面从三个角度来谈谈 Rust 的效率:学习、运行、开发。</p>
<h4 id="学习效率"><a class="header" href="#学习效率">学习效率</a></h4>
<p>众所周知Rust 的学习曲线相当陡峭。起初对此说法我还嗤之以鼻随着不断的深入现在也很认可这个说法。Rust 之难,不在于语言特性,这些都可以很容易学到,而在于:</p>
<ul>
<li>实践中如何融会贯通的运用</li>
<li>遇到了坑时(生命周期、借用错误,自引用等)如何迅速、正确的解决</li>
<li>大量的标准库方法记忆及熟练使用,这些是保证开发效率的关键</li>
<li>心智负担较重,特别是初中级阶段</li>
</ul>
<p>好在这本书就是干这个的,包君满意,不满意退... 要不还是骂我吧 :D</p>
<h4 id="运行效率"><a class="header" href="#运行效率">运行效率</a></h4>
<p>得益于各种零开销抽象、深入到底层的优化潜力、优质的标准库和第三方库实现Rust 具备非常优秀的性能,和 C、C++ 是 <a href="https://benchmarksgame-team.pages.debian.net/benchmarksgame/fastest/rust.html">一个级别</a></p>
<p>同时 Rust 有一个极大的优点:只要按照正确的方式使用 Rust无需性能优化就能有非常优秀的表现不可谓不惊艳。</p>
<p>现在有不少用 Rust 重写的工具、平台都超过了原来用 C、C++ 实现的版本,将老前辈拍死在沙滩上,俨然成为一种潮流~~</p>
<h4 id="开发效率"><a class="header" href="#开发效率">开发效率</a></h4>
<p>Rust 的开发效率可以用先抑后扬来形容。在最初上手写项目时,你的开发速度将显著慢于 Go、Java 等语言,不过,一旦开始熟悉标准库、熟悉生命周期和所有权的常用解决方法,开发效率将大幅提升,甚至当形成肌肉记忆后,开发效率将不会慢于这些语言,而且原生就能写出高质量、安全、高效的代码,可以说中高级 Rust 程序员就是高效程序员的代名词。</p>
<h3 id="个人的好处"><a class="header" href="#个人的好处">个人的好处</a></h3>
<p>学习 Rust 对个人也有极大的好处。</p>
<h4 id="成为更好的程序员"><a class="header" href="#成为更好的程序员">成为更好的程序员</a></h4>
<p>要学好 Rust你需要深入理解内存、堆栈、引用、变量作用域等这些其它高级语言往往不会深入接触的内容。另外Rust 会通过语法、编译器和 clippy 这些静态检查工具半帮助半强迫的让你成为更优秀的程序员,写出更好的代码。</p>
<p>同时,当你掌握 Rust 后,就会自发性的想要去做一些更偏底层的开发,这些都可以帮助你更加了解操作系统、网络、性能优化等底层知识,也会间接或者直接的接触到各种算法和数据结构的实现。</p>
<p>慢慢的,你就在成为那个更好的程序员,也是更优秀的自己。</p>
<h4 id="增加不可替代性"><a class="header" href="#增加不可替代性">增加不可替代性</a></h4>
<p>语言难学也有好处,一旦掌握,你将具备较强的不可替代性,不再是一个简单的工具人角色。看看现在内卷严重的 Java工具人有多少一个人离职另外一个人很快就能替补上。</p>
<p>当然,我不是说 Rust 会给公司带来这种隐形的维护成本,毕竟这其实是一种双赢,公司收获了更优秀的程序员(不可否认的是 Rust 程序员普遍来说水平确实更高,毕竟都是有很好的编程基础、也很有追求的自驱型人才),而你也收获了更稳定的工作环境,甚至是更高的收入。</p>
<h3 id="团队的好处"><a class="header" href="#团队的好处">团队的好处</a></h3>
<p>先不说安全、可靠性等对公司团队非常友好的特性,就说 Rust 程序只要能跑起来,那代码质量其实就是相当不错的,因为 Rust 编译器实在是一名严师厉友,甚至有些鸡毛。</p>
<p>正因为这较高的质量下限,我们在代码 review 时不用过于担心潜在的各种坑得益于此可以实现更加高效的开发、review、merge 流程。</p>
<p>由于 Rust 语言拥有异常强大的编译器和语言特性Rust 的代码天然就会比其它语言拥有更少的 Bug。同时 Rust 拥有非常完善的工具链、最好的包管理工具,决定了 Rust 非常适合大型团队的协作开发。</p>
<p>也许 Rust 在开发速度上不是最快的,但是从开发 + 维护的角度来看,这个成本在各个语言中绝对是很小的。当然,如果你的公司就追求做出来能用就行,那 Rust 确实有些灰姑娘的感觉。</p>
<p>还有一点很重要,现在的 Rust 程序员往往拥有更出众的能力和学习自驱性,因此团队招到的人天然就保持了较高的底线。如果你有幸招到一个优秀的 Rust 程序员,那真是捡到宝了,他也会同时带动周围的人一起慢慢优秀(优秀的 Rust 程序员比较好辨别,门槛低的语言就并没有那么好辨别)。总之,一个这样的程序员会给团队带来远超他薪资的潜在回报和长远收益。</p>
<h3 id="开源"><a class="header" href="#开源">开源</a></h3>
<p>目前 Rust 的主战场是在开源上Go 的成功也证明了农村包围城市( 开源包围商业 )的可行性。</p>
<ul>
<li>UI 层开发Rust 的 WASM 发展的如火如荼,隐隐有王者风范,在 JS 的基础设施领域Rust 也是如鱼得水,例如 <code>swc</code><code>deno</code> 等。同时 <code>nextjs</code> 也是押宝 Rust可以说 Rust 在前端的成功完全是无心插柳柳成荫。</li>
<li>基础设施层、数据库、搜索引擎、网络设施、云原生等都在出现 Rust 的身影,而且还不少。</li>
<li>系统开发,目前 Linux 已经将 Rust 语言纳入内核,是继 C 语言后第二门支持内核开发的语言,不过刚开始将主要支持驱动开发。</li>
<li>系统工具,现在最流行的就是用 Rust 重写之前 C、C++ 写的一票系统工具,还都获得了挺高的关注和很好的效果,例如 sd, exa, ripgrep, fd, bat 等。</li>
<li>操作系统,正在使用 Rust 开发的操作系统有好几个,其中最有名的可能就是谷歌的 FuchsiaRust 在其中扮演非常重要的角色。</li>
<li>区块链,如果 Rust 的份额说第二,应该没人敢稳说自己是第一吧?</li>
</ul>
<p>类似的还有很多,我们就不一一列举。总之,现在有大量的项目正在被 Rust 重写,同时还有海量的项目在等待被重写,这些都是赚取 github 星星和认可的好机会。在其它语言杀成一片红海时Rust 还留了一大片蓝海等待大家的探索!</p>
<h3 id="相比其他语言-rust-的优势"><a class="header" href="#相比其他语言-rust-的优势">相比其他语言 Rust 的优势</a></h3>
<p>由于篇幅有限,我们这里不会讲述详细的对比,就是简单介绍下 Rust 的优势,并不是说 Rust 优于这些语言,大家轻喷:)</p>
<h4 id="go"><a class="header" href="#go">Go</a></h4>
<p>Rust 语言表达能力更强,性能更高。同时线程安全方面 Rust 也更强,不容易写出错误的代码。包管理 Rust 也更好Go 虽然在 1.10 版本后提供了包管理,但是目前还比不上 Rust 。</p>
<h4 id="c"><a class="header" href="#c">C++</a></h4>
<p>Rust 与 C++ 的性能旗鼓相当,但是在安全性方面 Rust 会更优特别是使用第三方库时Rust 的严格要求会让三方库的质量明显高很多。</p>
<p>语言本身的学习Rust 的前中期学习曲线会更陡峭但是在实际的项目开发过程中C++ 会更难,代码也更难以维护。</p>
<h4 id="java"><a class="header" href="#java">Java</a></h4>
<p>除了极少数纯粹的数字计算性能Rust 的性能全面领先于 Java 。同时 Rust 占用内存小的多因此实现同等规模的服务Rust 所需的硬件成本会显著降低。</p>
<h4 id="python"><a class="header" href="#python">Python</a></h4>
<p>性能自然是 Rust 完胜,同时 Rust 对运行环境要求较低,这两点差不多就足够抉择了。不过 Python 和 Rust 的彼此适用面其实也不太冲突。</p>
<h3 id="使用现状"><a class="header" href="#使用现状">使用现状</a></h3>
<ul>
<li>AWS 从 2017 年开始就用 Rust 实现了无服务器计算平台: AWS Lambda 和 AWS Fargate并且用 Rust 重写了 Bottlerocket OS 和 AWS Nitro 系统,这两个是弹性计算云 (EC2) 的重要服务</li>
<li>Cloudflare 是 Rust 的重度用户DNS、无服务计算、网络包监控等基础设施都与 Rust 密不可分</li>
<li>Dropbox 的底层存储服务完全由 Rust 重写,达到了数万 PB 的规模</li>
<li>Google 除了在安卓系统的部分模块中使用 Rust 外,还在它最新的操作系统 Fuchsia 中重度使用 Rust</li>
<li>Facebook 使用 Rust 来增强自己的网页端、移动端和 API 服务的性能,同时还写了 Hack 编程语言的虚拟机</li>
<li>Microsoft 使用 Rust 为 Azure 平台提供一些组件,其中包括 IoT 的核心服务</li>
<li>GitHub 和 npmjs.com使用 Rust 提供高达每天 13 亿次的 npm 包下载</li>
<li>Rust 目前已经成为全世界区块链平台的首选开发语言</li>
<li>TiDB国内最有名的开源分布式数据库</li>
</ul>
<p>尤其值得一提的是AWS 实际上在押宝 Rust内部对 Rust 的使用已经上升到头等公民 <strong>first-class</strong> 的地位。</p>
<h2 id="rust-语言版本更新"><a class="header" href="#rust-语言版本更新">Rust 语言版本更新</a></h2>
<p>与其它语言相比Rust 的更新迭代较为频繁(得益于精心设计过的发布流程以及 Rust 语言开发者团队的严格管理):</p>
<ul>
<li>每 6 周发布一个迭代版本</li>
<li>2-3 年发布一个新的大版本,例如 Rust 2018 editionRust 2021 edition</li>
</ul>
<p>好处在于,可以满足不同的用户群体的需求:</p>
<ul>
<li>对于活跃的 Rust 用户,他们总是能很快获取到新的语言内容,毕竟,尝鲜是技术爱好者的共同特点:)</li>
<li>对于一般的用户edition 大版本的发布会告诉他们Rust 语言相比上次大版本发布,有了重大的改进,值得一看</li>
<li>对于 Rust 语言开发者,可以让他们的工作成果更快的被世人所知,不必锦衣夜行</li>
</ul>
<h2 id="总结"><a class="header" href="#总结">总结</a></h2>
<p>连续 8 年最受欢迎的语言当然不是浪得虚名。 无 GC、效率高、工程性强、强安全性以及能同时得到工程派和学院派认可这些令 Rust 拥有了自己的特色和生存空间。社区的友善,生态的快速发展,大公司的重仓跟进,一切的一切都在说明 Rust 的璀璨未来。</p>
<p>当然,语言毕竟只是工具,我们不能神话它,但是可以给它一个机会,也许,你最终能收获自己的真爱 )</p>
<p>相信大家听了这么多 Rust 的优点,已经迫不及待想要开始学习旅程,那么容我引用一句 CSCounter-Strike反恐精英 的经典台词Ok, Let's Rust.</p>
<blockquote>
<p>本书是完全开源的,但是并不意味着质量上的妥协,这里的每一个章节都花费了大量的心血和时间才能完成,为此牺牲了陪伴家人、日常娱乐的时间,虽然我们并不后悔,但是如果能得到读者您的鼓励,我们将感激不尽。</p>
<p>既然是开源,那最大的鼓励不是 money而是 star:) <strong>如果大家觉得这本书作者真的用心了,就帮我们<a href="https://github.com/sunface/rust-course">点一个 🌟 </a>吧,这将是我们继续前行的最大动力</strong></p>
</blockquote>
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