我用 Rust 重写了博客,谈谈我眼中的 Rust. 内容略长.

2017-09-27 19:49:47 +08:00
 samray

前言

我已经学习 Rust 有挺长的一段时间了,一直想用 Rust 来写点东西,但是缺乏好的想法; 有些想法自我感觉良好,但是又没有能力实现 (比如,写一个操作系统?), 所以最后我决 定还是拿我的博客来做实验品吧。我原来的博客 是 基于 Github Page 和 Org mode 实现的静态博客,略显简单。所以我就觉得用 Rust 来写 个新的博客。

我眼中的 Rust

前后花了一个月的空余时间来写这个博客,写完这个博客之后,我觉得我应该算是有点 Rust 的编程经验了 ;-). 在学习 Rust 和使用 Rust 的时候,我总是将 Rust 和我平时使 用的语言进行对比。一段时间下来,我对使用 Rust 的感悟越来越多,所以我谈谈我眼中的 Rust

优点

内存安全

谈及 Rust, 首先想到的一定是内存安全,正如官网对 Rust 的定义:

Rust is a systems programming language that runs blazingly fast, prevents segfaults, and guarantees thread safety.

这个也是 Rust 对比其他的语言最大的亮点之一. 众所周知,在 Rust 之前的其他编程语言 管理内存的方式无非是以使用垃圾回收算法管理内存(代表就是 Java 和 Python), 或者是 C/C++ 手工管理内存。手工管理内存非常容易出现问题,即使是非常有经验的工程师也不能 写出完全没内存问题的代码,毕竟人总是免不了出错。但是使用垃圾回收算法就一定会有运 行时和垃圾回收时的停顿,这就不适合系统编程了。而 Rust 通过新加入的 生命周期 (lifetime)和所有权 (Ownership) 特性,就可以实现内存的自动回收,并且无需运行时, 可以大大地避免出现类似内存泄漏或者时悬停指针之类的问题

编译器

据说,在 Rust 的编译器设计理念里,编译器可以检查的,就无需程序员操心。并且因为 Rust 所倡导的安全的概念,所以它的编译器会做尽可能多的检查,争取在编译期就发现问 题。此外 Rust 的编译信息还非常友好和详细

error[E0308]: mismatched types
  --> src/main.rs:72:32
   |
11 |     let url = match Url::parse(matches.value_of("URL")) {
   |                                ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected &str, found enum `std::option::Option`
   |
   = note: expected type `&str`
              found type `std::option::Option<&str>`
   = help: here are some functions which might fulfill your needs:
           - .unwrap()
           - .unwrap_or_default()

error: aborting due to previous error

error: Could not compile `blog`.

To learn more, run the command again with --verbose.


Rust 编译器就像导师一样耳提面命,为你指出代码中的问题(但是有时候,我觉得 Rust 的编译器也像导 师一样,太啰嗦了 !-_-)

表达能力强

Rust 不同于衍生自 C 的 Java, Go, Python 等语言,Rust 更多地吸取了 Ocaml, Haskell, Scheme 等函数式语言的特性。对于习惯了 C 系语言的同学而言,Rust 算是打开 了一个新的大门。

match

Rust 具有非常强大的表达能力,比如说 match, 这个类似 C 里面的 switch,但是强大得多. 首先看一下类似 switch 的功能:

enum Coin {
    Penny,
    Nickel,
    Dime,
    Quarter,
}

fn value_in_cents(coin: Coin) -> u32 {
    match coin {
        Coin::Penny => 1,
        Coin::Nickel => 5,
        Coin::Dime => 10,
        Coin::Quarter => 25,
    }
}

这个是 The Rust Programming Book 的例子,作用是列举所有的枚举值,但是似乎也没有比 switch 神奇到哪里去。但是 match像其他的函数式语言那样,可以提供模式匹配的能力,为复杂的类型系统提供一个简单轻松的解构能力。例如对 struct 进行解构:

struct Point {
    x: i64,
    y: i64,
}
let point = Point { x: 0, y: 0 };
match point {
    Point { x, y } => println!("({},{})", x, y),
}

这样,对 使用 match 就可以得到 Point的内部值

macro

Rust 也有 宏系统 (macro), 不是类似 C 的那种简单文本替换的宏,而是类似 Lisp 系语 言的宏,使用过 Lisp 方言的同学自然会明白宏的强大,《黑客与画家》的作者 Paul Gram 也是宏的忠实粉丝。比如我使用宏来创建一个函数:

macro_rules! create_function {
    // This macro takes an argument of designator `ident` and
    // creates a function named `$func_name`.
    // The `ident` designator is used for variable/function names.
    ($func_name:ident) => (
        fn $func_name() {
            // The `stringify!` macro converts an `ident` into a string.
            println!("You called {:?}()",
                     stringify!($func_name))
        }
    )
}

// Create functions named `foo` and `bar` with the above macro.
create_function!(foo);
create_function!(bar);

使用上面的定义的宏,我就创建了一个 foo()bar() 函数,然后就可以直接调用:

fn main() {
    foo();
    bar();
}

Rust 的宏系统极具表现力 完整例子参见 rust by example

工具链

不得不说,Rust 的工具链真的让程序员非常舒心

Cargo

Cargo 是 Rust 的构造系统和包管理器,开发者可以用 Cargo 下 载相应的依赖和构造代码。Cargo 非常容易上手,但是功能确是非常强大,Cargo 还可以帮 开发者设置相应的单元测试和基准测试,所以使用 Cargo 进行单元测试和基准测试是非常 省心。Cargo 是多合一的一站式工具,也是同类工具中,我使用过的最强大的

Rustup

rustup 是 Rust 的一个安装器,使用 rustup 来更新 Rust 的编译器,它跟 Python 的 virtualenv 有点像,可以维护不同版本的 Rust 编译器,例如 stable, nightly,beta 等

rust-clippy

rust-clippy 是 Rust 的一个静 态代码分析工具,虽说 Rust 的编译器在分析 Rust 代码上已经做了非常多的工作了,但是 rust-clippy 可以帮你更进一步,编写出更好的代码。总会有一些代码可以进行简化以提高 代码的可读性,或者是更符合最佳实践,而 rust-clippy 就是会给你相应的提示,以协助 你编写出更好的代码。

性能强劲

Rust 强劲的性能也是它非常大的亮点之一,记得我学习 Rust 的其中一个原因就是它的性 能,因为我熟悉的 Python 虽然优点非常多,但是性能一直被人垢病. 而 Rust 其中的一个 设计理念就是实现高并发,充分利用好现代电脑的多核特性. Rust 的目标是性能方面超越 C 语言,可能这个目标在很多人看来都很可笑. 但是很多基准测试都表明 Rust 的性能和 C 已经相差不大,考虑到 Rust 本身就是为了现代多核电脑设计的编程语言,而 C 还是上世 纪 70 年代的产物,即使是天才般的发明,现在也不免追不上莫尔定律的脚步,况且 Rust 还是处在婴儿期,而 C 已经非常成熟,例如 GCC 这样的编译器也对 C 语言做了非常多的 优化,C 语言性能方面的增长已经很有限了。所以如果 Rust 真的能利用好多核的性能,未 来真的可期

友好的社区

这个应该不算是 Rust 的一个优点,但是 Rust 社区让我在编写 Rust 过程深深受益。我编 写的博客使用的 Web 框架是 Rocket, 数据库层的 ORM 是 Diesel, 因为框架和编程语言都非常新,虽说他们的文档都非常完 整,但是难免会有覆盖不到的地方,所以总会有一些遇到的问题我不知道怎么解决。所以我 经常向社区求助,在 Reddit 上发贴,或者是在 Gitter 上找人求助,又或者是在 Github 上面求助,在社区的朋友的帮助下,我最后都能解决问题。社区的朋友都非常友好和乐于帮 忙,即使我问的问题很菜鸟,但是他们都一一耐心做答。Rust 社区给我的感觉和 Emacs 社 区给我的感觉很相似,社区人数少,但是素质非常高,非常友好。

不足

现在我来说说 Rust 的不足或者说是劣势

陡峭的学习曲綫

前面提到 Rust 为了实现内存无运行时的自动管理,引入了独创的生命周期 (lifetime)和 所有权 (ownership), 对于学习 Rust 的同学来说,这是必须跨过去的坎,接着还有类似引 用 (Reference),租借 (Borrow) 这些特性,真的令人望而生畏。而 Rust 的很多新的特性 都是没办法从已有的编程语言那里找到类似的特性的,所以必须以 Rust 的思维去学习 Rust, 而不能抱着 Java 或者 C++ 的思维的学,因为这样一定会撞得头破血流,久攻 不下,就很容易放弃

还是编译器

没错,Rust 的不足,编译器也有一份子。前面提到 Rust 是会尽可能地检查你的代码,把 BUG 扼杀在编译期,所以就会导致两个问题. 问题一: 很多东西编译器都要管,所以你的代 码就必须写得符合编译器的要求,不然编译器就不会让你通过,所以每次编译都想撞墙,怎 么这个编译不通过,那个编译也不通过;如果你的代码编译通过了,它运行就比较少会出现 问题;问题二:因为要做尽量多的检查,所以导致编译的时间非常长,经常是改动了一小点 代码,重新编译就要 10s 以上, 而我的机器都已经是 E5 的 CPU 加 32G 的内存了。

尚不成熟的生态环境

虽说 Rust 现在发展迅速,但是 Rust 的生态还没有起来,很多优质的类库还是欠缺,很多 现有的类库还不成熟,例如我现在使用的 Rocket 框架还只是 0.3, Diesel 还只是 0.16.0 ,很多我需要的功能都没有,比如 Diesel 这个 ORM 还没无法进行 Rust 的 enum 和 Postgres 的 enum 的映射,一些复杂的查询还不支持,只能使用 sql 进行操作。其他类库的版本如图:

缺乏 IDE

现在 Rust 没有比较成熟的 IDE, 现在我使用 Emacs 编写 Rust, 配合 Racer 这个 Rust 代码补全工具,但是 Racer 只是能补全标准类库的代码,对于下载下来的依赖类库,就无 能为力,所以我写代码都只能对着 API 文档编写,然后编译,出了问题再修改。虽说 Rust 团队现在基于 LSP 在开发 RLS, 但是我写 Rust 的感觉就好像我使用编辑器写 Java 的感 觉一样,实在是效率太低,代码补全,语法提示功能太弱了。

中文社区

虽说这个与 Rust 本身无关,不过我只是想吐嘈一下,Rust 的中文社区几乎没有,我的所 有 Rust 问题都是在 Reddit, Github, Gitter, IRC 上面解决的. 我只是希望 Rust 中文社 区也可以强大起来。人数应该不是什么大的原因,像 Emacs 的用户那么少,Emacs 的 中 文社区 一样很繁荣,这个算是我的一个希冀吧

小结

其实学习 Rust 还是很有收获的, 不是说,如果这种语言没有改变你对编程的看法,那它就 不值得你学。这么看来,Rust 还是值得我学习的,Rust 现在给我的感觉跟 Emacs/Vim 很 相似,它很强大,但是由于学习曲线等诸多原因,游离于主流之外,但是它的强大和它的美 只有你亲身学习,亲身经历才能体会到的。这就是如鱼饮水,冷暖自知吧。最后贴上几张博客截图

博客地址: samray's blog

Github 地址: blog

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86 条回复
secondwtq
2017-09-28 01:41:36 +08:00
@dbw9580 C++11 就已经这样了,Herb Sutter 还在 Leak Freedom in C++ by Default 里面整出了一个 “ Garbage ” Collection,Objective-C 和 Java 里面也有 weak 之类的东西,就是 C 也有 const 和 volatile


(以及一大堆的 malloc() 和 free()
samray
2017-09-28 07:26:34 +08:00
@lrxiao  你是指 trait 是什么么? trait 其实就相当于 Java 里面的 interface,但是 trait 可以定义除了可以定义接口的方法之外,还可以定义方法的默认实现.你指的是这个么?
samray
2017-09-28 07:31:40 +08:00
@dbw9580 我在上面可能提到 Rust 学习曲线很陡,我觉得这也是其中一个比较难掌握的特性. Rust 建立在所有权之上的这一套机制,它要求一个资源同一时刻有且只能有一个拥有所有权的绑定或 `&mut` 引用,这在大部分的情况下保证了内存的安全。但是这样的设计是相当严格的,在另外一些情况下,它限制了程序的书写,无法实现某些功能。因此,Rust 在 std 库中提供了额外的措施来补充所有权机制,以应对更广泛的场景。默认 Rust 中,对一个资源,同一时刻,有且只有一个所有权拥有者。Rc 和 Arc 使用引用计数的方法,让程序在同一时刻,实现同一资源的多个所有权拥有者,多个拥有者共享资源。我觉得学习 Rust 的时候,要记住一点,Rust 最看重的就是 safety,所以一切都要以这个优先.可能你觉得这些智能指针限制很多,本来 C 语言很简单的东西,到了 Rust 怎么这么复杂,因为 C 的指针实在太灵活了,也非常容易出问题,所以 Rust 为了杜绝 C 的问题,所以就对此做了很多限制,一切都是为了内存安全.
samray
2017-09-28 07:38:54 +08:00
@lrxiao 你应该是指 type safety 吧?
AngelCriss
2017-09-28 07:48:13 +08:00
老生常谈了。 我在 Rust 第一个正式版发布前一周看完官方教程,也写了些小工具。当时,还只会 C 语言的我确实像是发现了新大陆,这种感觉一直持续到学习并使用 C++半年的时间,期间也给身边的人安利 Rust,关注 Rust 发展,和群友们讨论 Rust。 但是,随着对 C++的进一步掌握,Rust 官网上标榜的各种优势在我看来已经荡然无存。 内存安全
AngelCriss
2017-09-28 07:59:44 +08:00
线程安全,这些东西,更本不需要编译器来教我,当时入门 C++是 11 标准,有智能指针,有原子变量,自带的线程库已经足够好用。 我需求要做的就是学会掌控自己的代码,让它按照预期运行,而不是编译器教我写代码。
当时就觉得,Rust 为了所谓的内存安全,编译器线程安全所做的工作都是相当消极的。 当时看到一句话说:C/C++给程序员绝对的自由,实际上相当于放弃程序员。 我觉得 Rust 这种不相信程序员的做法才是放弃了程序员!
后来,进阶 C++的同时也接触了更新的标准,对 C++的认识越来越深入,对 Rust 的热情就越来越淡薄,Rust 那套才啊 false sense of security。
samray
2017-09-28 08:04:20 +08:00
先声明一下,理性讨论,不想为那个语言好而争论起来.我只是鲜浅地学习过 C++11, 所以我也没办法深入地比较 C++和 Rust, 但是按照你的说法,你进一步掌握 C++,Rust 官网上标榜的各种优势在你看来都荡然无存.那么如果你彻底掌握 C++,估计 Rust 也没什么存在的必要了 :(. https://www.zhihu.com/question/30407715 这篇知乎的文章比较深入地比较了一下 C++和 Rust 之间的区别,发这篇文章的时候,知乎还不是现在的知乎,我觉得还是可以看一下的.此外我倒是觉得,学习某种语言,首要关心的应该是该语言的优点,必须说学习 Java,学习它的严谨,它良好的语言设计,它 OOP 的实践,它对设计模式的各种运用,而不是关心它的 GC 停顿,语法罗嗦.这些问题当然是客观存在的,但是在学习一门新东西的时候,不应该先关注优点么?
samray
2017-09-28 08:05:56 +08:00
我突然想起个故事:
熊十力痛骂徐复观[读书方法]
1943 年,徐复观时任陆军少将,这一年他受到蒋介石的器重并成为高级幕僚。徐复观读到了
熊十力独创的新儒家哲学体系“新唯识论”,敬佩之情油然而生,遂萌发了从师之意。正好此
时,熊十力也在重庆梁漱泯先生主持的勉仁书院教书。徐复观便试着写了一封信,表示了仰
慕之情。不几天,熊十力便给他回了信。熊十力说到后生对前辈要有礼貌,批评徐复观来信
字迹潦草,诚意不足。徐复观立即去信道歉。经过几次通信后,熊十力约徐复观来书院面谈。

徐复观第一次去见熊十力,是身着陆军少将军服。徐复观向熊十力请教该读点什么书,熊十
力向他推荐了王夫之的《读通鉴论》。徐复观说这本书早已读过了。熊十力面露不悦之色,
说你并没有读懂,应该再读。

过了一段时间,徐复观再见熊十力,报告《读通鉴论》已经读完。熊十力让他谈谈心得,徐
复观就谈了许多对王夫之的批评。

熊十力还未听完就开始破口大骂:你这个东西,怎么会读得进书!任何书的内容,都是有好
的地方,也有坏的地方。你为什么不先看出他的好的地方,却专门去挑坏的;这样读书,就
是读了百部千部,你会受到书的什么益处?读书是要先看出他的好处,再批评他的坏处,这
才像吃东西一样,经过消化而摄取了营养。譬如《读通鉴论》,某一段该是多么有意义,又
如某一段理解是如何深刻,你记得吗?你懂得吗?你这样读书,真太没有出息!

多年后,徐复观回忆到:这对于我是起死回生的一骂。恐怕对于一切聪明自负、但并没有走
进学问之门的青年人、中年人、老年人,都是起死回生的一骂!近年来,我每遇见觉得没有
什么书值得去读的人,便知道一定是以小聪明耽误一生的人。

我觉得读书和学习一门新的技术还是有很多相似之处的:)
wweir
2017-09-28 08:22:46 +08:00
作为一个 Gopher,非常羡慕 rust 能有 cargo 这样的工作。
学了很久 Haskell,一直没什么长进,貌似可以 rust 走一波了。谁让 rust 有个名声呢:a useful Haskell
gimp
2017-09-28 09:03:21 +08:00
同建议写类似 Hexo ( Node.js ),Pelican ( Python )这样的静态博客生成工具

另外我也是 Python 猿,最近学习 Rust,入门感觉有点难,只能慢慢来了
parkcg
2017-09-28 09:36:30 +08:00
没人学习 Elixir 吗,Rust 毕竟是系统编程语言,对于做互联网行业的我来说有点太遥远了。
KeepPro
2017-09-28 09:42:35 +08:00
rust scala 对于我这种连 c 都写的不顺溜的来说,还是太难了。
tomoya92
2017-09-28 09:48:39 +08:00
github 还识别不出来 rust 吗?![]( http://ss1.sinaimg.cn/large/ce56395agy1fjz1calhwyj21jw040t9h&690)
tomoya92
2017-09-28 09:54:09 +08:00
补一下图 ![]( )
ipwx
2017-09-28 09:59:43 +08:00
虽然楼主很执着,但是我还是想奉劝一句:别把时间放在写博客这种程度的造轮子上面。

值得造的轮子实在太多了。而如果当你把目光放到更有意义的轮子上面,比如分布式系统的话,用 rust 还是 go 还是 java 还是 python 都无所谓的,什么语言写起来最快最好。甚至一个系统需要多种语言结合使用也不是什么特别意外的事情。这种情况下楼主肯定主动接触更多的语言的,最后回过头来看看的话,其实 rust 也就一个好用的工具而已。
ipwx
2017-09-28 10:02:01 +08:00
最后补充一点看法。用 rust 写博客看上去很炫,但是其实费力不讨好。无论是 php 还是 python 都有大量趁手的写 web 的轮子。php 我不熟,但是 python sync 的有 flask,async 的有 aiohttp。模板引擎有 jinja,数据库 sync 有 sqlalchemy,async 有 asyncpg/aiomysql + sqlalchemy core。这些都是极具生产力的,你想要实现一个原型系统,性能从来不是问题的关键,写代码的速度才是。还是建议楼主在这些生产力工具上多下点功夫,走主流路线,而不是用 rust 写一个博客。
ipwx
2017-09-28 10:02:49 +08:00
就是所谓的,写什么东西,用什么语言。rust 写 firefox 是个好语言,但是写网站显然不是。
ipwx
2017-09-28 10:11:46 +08:00
。。。再补充一点吧,我说的性能不是问题的关键。

比如你用 rust 很吃力地写了个非常高性能的 web 程序。但是 web 程序的性能瓶颈从来都不是单进程的。比如博客,请求与请求之间基本都是独立的,你要依赖数据库和通用缓存服务器(比如 memcached )。比如用 python 即使是 sync 模式的 flask,无脑开 transaction 处理请求就行了。最后只要开一堆 python 进程,用 nginx 进行负载均衡,很容易就能达到非常高的吞吐量。

数据库也不是太大的瓶颈。mysql 支持集群。如果 mysql 不够用了,你还可以求助 mssql 或者 oracle db。

就连负载均衡的那个 nginx 你可以用集群,用 dns 进行第二层负载均衡,或者上硬件方案。

所以你会发现一个真正的大应用,是分层的:负载均衡 -> web 应用服务器集群 -> 数据库集群。当然可能有更多层。你在这个框架里面,花十倍的功夫去优化一个小进程的性能,是没有意义的,毕竟 python、php 这些语言的 web 轮子是多少年多少人积累下来的。想想正确处理 cookie 的加解密、防御各种 web 攻击,这么多边边角角的东西,从头造一套轮子是不可取的。

用 rust 写程序,至少现阶段只是完全脱离工业场景的玩具。如果你不是 rust 的核心开发者,还是建议楼主去接触集群的解决方案。而且这个解决方案只是个大框架,数据库用哪个、web 程序用什么语言写,都是灵活的、看不同公司的技术选型的。这样的知识才是万变不离其宗的,才是值得楼主深究的。
samray
2017-09-28 10:19:51 +08:00
@ipwx 主要的不是在于造轮子,而是用 Rust 去写一个小工具,从这个小工具熟悉 Rust 的特性,我的初衷是在实践中学习,而不是造轮子. Python 我写过,Java 的 Spring 全家桶我写了很久了,memcached, kafka, redis  我肯定也是用过的,对于 web 程序来说,即使语言不同,但是实现的知识体系都是这些.
samray
2017-09-28 10:20:48 +08:00
@liygheart 那些都是前端的页面,后端我都是用 rust 写的.

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