未來Rust編程語言會成為主流嗎？

《2021年將成為系統程序員的“RUST”年》——Rust提供了業界創建安全系統編程的最佳選擇

Rust是一種開源系統編程語言，專注于速度、內存安全性和并行性。 Rust編程語言作為C、C++和其他語言的替代方案，以此來改善應用程序的安全狀況 Rust旨在利用高級語言的能力來滿足低級系統編程的需求。

未來Rust編程語言是否會成為主流，這需要了解Rust的過去和以后動向：

Rust的2021動向對于已過去的2020年，關于Rust你需要知道些什么

最近幾年來，Rust積攢了很多粉絲，這不是毫無原因的——

對于滿足系統編程需求，C++是個選擇，而Rust旨在成為其可靠的替代品。實際上，它解決了C++中許多固有限制，例如：內存安全和線程安全問題，這些問題通常會導致令人厭煩的的分段錯誤。 Rust旨在利用高級語言的能力來滿足低級系統編程的需求。

在許多情況下，內存安全錯誤已成為安全漏洞的根本原因。從一定的視角下，請考慮一下這個數字–“ Microsoft的所有CVE中，大約70％是內存安全問題”。 C/C++程序員一直都在遇到與內存相關的錯誤——使用未初始化的內存、基于“釋放”內存后使用、緩沖區溢出。另一個棘手的錯誤源是數據爭用（data races）和競爭條件；基于進行讀/寫的順序對數據的不可預見的使用。

Rust是一種開源系統編程語言，專注于速度，內存安全性和并行性。三個詞定義了Rust：安全，并發和快速。其目的是防止首先引入內存安全錯誤。

一個簡單示例的截圖，顯示Rust在編譯時如何捕獲內存錯誤；而實際場景更加復雜，這是內置功能應派上用場的地方。

Rust在編譯時如何捕獲內存錯誤，數據源Source: Talk by Steve Klabnik (@SteveKlabnik)

盡管現代變體引入了更多的保護措施，但C++并不是一種內存安全的語言，鑒于使用C/C++構建了許多核心平臺組件，這樣說一點也不過分。

誰在使用Rust?目前在使用Rust這門語言的產品及大廠，數據來源：Source: Ryan Levick’s presentation

說到利用Rust開發的應用，目前進行中的至少可以拿出兩個：

操作系統作為系統程序的示例Firefox Servo作為高并發的示例

Amazon Firecracker，是一種支持AWS Lambda和AWS Fargate的開源虛擬化技術，它是用Rust編寫的；目的是利用Rust的線程安全性并防止可能導致安全漏洞的緩沖區溢出錯誤。

與此有關AWS服務包括Amazon Simple Storage Service（Amazon S3），Amazon Elastic Compute Cloud（Amazon EC2），Amazon CloudFront，Amazon Route 53。

操作系統

AWS推出了Bottlerocket，這是一個用Rust編寫的基于Linux的容器操作系統，Bottlerocket僅包含運行容器的基本軟件，從而可以提高資源利用率并減少攻擊面。

Google Fuchsia OS的TCP/IP堆棧是用Rust編寫的。Fuchsia具有模塊化的內核體系結構，其中一些組件是用C ++編寫的，一些組件是用Go語言編寫的，其他組件則是用Rust語言編寫的。這說明Rust具有與其他語言編寫的組件進行交互以幫助實現模塊化內核體系結構的能力。

數據來源：https://blog.quarkslab.com/playing-around-with-the-fuchsia-operating-system.html

Firefox

在其新的CSS引擎（Quantum CSS）中，Firefox利用了Rust內置的編譯時支持并行性。Web瀏覽器為背景的并行性，意味著你正在嘗試并行呈現網頁的所有不同部分；要知道并行性是很困難的，因為它引入了“競賽條件”（Race Conditions)，這些條件難以識別且難以排除。

這就是Rust發揮其威力的地方，Rust編譯器靜態驗證代碼以防止在編譯期間出現競爭狀況。

來源：Source:https://hacks.mozilla.org/2017/08/inside-a-super-fast-css-engine-quantum-css-aka-stylo/

WebAssembly

WebAssemply通過將已編譯的代碼帶到瀏覽器來向Web應用程序添加新功能；WebAssembly允許你采用以編譯語言編寫的功能，例如：C ++和Rust，并在Web瀏覽器中安全地運行它。

Rust提供了業界創建安全系統編程語言的最佳機會。——微軟 Ryan Levick

最后，回顧下，2020年關于Rust發生了什么變化

Rust最初被認為是Mozilla研究項目，直到最近才成為[開源Rust]項目的唯一官方贊助商。然而，在2020年8月，它解雇了250人，其中包括積極參與Rust項目和Rust社區的部分人。

（一些Rust維護者正在加入Amazon和Facebook，領導他們新創建的Rust團隊。Niko Matsakis（ @nikomatsakis）加入了亞馬遜，Patrick Walton（@pcwalton）加入了Facebook，成為Rust團隊的技術負責人。此外，Rust基金會正在公司化成為一個獨立實體成立，但尚不清楚發起人是誰。目前的贊助商名單包括Sentry、GitHub、Google Cloud、Amazon Web Services、Mozilla和Microsoft。GitHub和Azure托管repo存儲庫和CI基礎結構。

與眾不同的Rust

與Java不同，Rust的設計不需要垃圾收集器。不需要垃圾收集器意味著你不會受到運行時性能的損失，尤其是在低功耗硬件上。編譯時驗證以確保線程安全和內存安全。 我認為這是最重要的區別因素，因為你不再依賴運行時檢查。系統編程應將異常處理移至編譯時，并避免程序員犯錯誤在先。不允許為Null，也不支持例外。即用的軟件包管理器可以與生態系統的其余部分集成（非常類似于Python），但是以前系統編程語言是沒有有此功能的。零成本抽象。什么意思呢？也就是說，由于抽象的系統開銷，高級語言的性能和安全性通常需要權衡。 這會聯想到引用計數的指針和運行時檢查。

關于Rust的溫馨提示

盡管Rust語言有諸多好處，但誠然其陡峭的學習曲線是不可避諱的。

此外，機構組織恐怕不太會利用Rust重新編寫現有軟件系統，而寧愿使用它來構建和當前生態系統作集成的新組件，因此，跨庫組件和工具鏈的互操作性成為重要的考量因素。

Rust社區

過去的五年中，Rust在StackOverflow上的開發者調查問卷中一直是最受歡迎的編程語言，位居榜首。

例如，在2020年調查中，有86.1％的開發者正在使用該語言或技術進行開發，并且表示有興趣繼續選用該語言。這幾乎是C ++收到的票數的兩倍！

另外也可以參考美國社群應用Reddit上Sub-Reddit調查（r / adventofcode），其中Rust在Python之后排在第二位。