


Rust vs. Go vs. C: Leistungsbenchmarks für Datenbank- und IoT-Anwendungen
Jan 19, 2025 pm 06:04 PMRust: Eine Leistungs- und Sicherheitsanalyse anhand von Datenbank- und IoT-Anwendungen
Rust, das für seine Mischung aus Sicherheit und Geschwindigkeit gelobt wird [1], erweist sich als professionelle Sprache zunehmend als vielversprechend [3, 8]. In der Umfrage von 2021 [3] wurde jedoch die Branchenakzeptanz als Hauptanliegen hervorgehoben (38 %), trotz eines deutlichen Anstiegs der Arbeitsplatznutzung (42 % auf 59 %). Diese Studie befasst sich direkt mit diesem Problem, indem sie die praktische Implementierung von Rust mit C und Go in zwei wichtigen Anwendungsdom?nen vergleicht: Datenbanken (Redis) und IoT (ECHONET Lite).
Methodik: Wir haben zwei Anwendungen erstellt, die Spezifikationen in C und Go widerspiegeln, um die Effizienz und Leistung von Rust zu bewerten. Die Datenbankanwendung nutzte Redis [19], wobei Vergleiche mit inoffiziellen Rust- [21] und Go-Implementierungen [23] durchgeführt wurden. Die IoT-Anwendung umfasste die Implementierung des ECHONET Lite-Protokolls [9] und den Vergleich der Implementierungen von C [11], Go [13], Rust [12] und Python [14].
Bewertung 1: Datenbankanwendung (Redis)
Diese Evaluierung verwendete redis-benchmark
, um SET/GET-Befehle auf der offiziellen C-Redis-Implementierung [19], einer Rust-Teilmenge (mini-redis) [21] und einer Go-Beispielimplementierung (go-redis-server) zu testen. 23]. Benchmarks wurden mit 50 Threads und 10.000 Iterationen pro Lauf ausgeführt. Aufgrund der eingeschr?nkten Funktionalit?t von Mini-Redis konzentrierte sich die Bewertung ausschlie?lich auf die Leistung, wobei das 99. Perzentil (p99) als Schlüsselmetrik verwendet wurde.
Leistungsranking: C > Gehen Sie > Rost
Die Ergebnisse (unten grafisch dargestellt) zeigen deutlich die überlegene Leistung von C, etwa dreimal schneller als Go und Rust. W?hrend sowohl Go- als auch Rust-Implementierungen Teilmengen waren, zeigt die Diskrepanz Bereiche mit potenzieller Optimierung auf.
Rust-Leistungsanalyse: Die SET- und GET-Befehle von Rust waren 28 % bzw. 41 % langsamer als C und deutlich langsamer als Go (78 % bzw. 88 % langsamer). Dies kann auf die unvollst?ndige Optimierung der Tokio-Bibliothek [20] zurückgeführt werden, die Mini-Redis nutzt. Darüber hinaus k?nnte sich die Abh?ngigkeit von Standardbibliothekskomponenten wie HashMap [17] auf die Leistung ausgewirkt haben.
Go-Leistungsanalyse: Gos go-redis schnitt überraschend gut ab, übertraf die Leistung von Rust deutlich und blieb gleichzeitig mit C konkurrenzf?hig. Die Einfachheit der go-redis-server-Implementierung, die ausschlie?lich auf der Standardbibliothek basiert, l?sst auf Potenzial für weitere Optimierung schlie?en.
Bewertung 2: IoT-Anwendung (ECHONET Lite)
Diese Bewertung verglich die Implementierungseffizienz und Leistung von ECHONET Lite [9] Client-Server-Implementierungen in C, Go, Rust und Python. Die Implementierungen hatten ein gemeinsames Design mit einigen funktionalen Variationen zwischen den Sprachen (siehe Abbildung unten).
Implementierungseffizienz (LOC): Python > Rust ≈ Go > C
Die Analyse von Codezeilen (LOC) mit Tokei [16] zeigte die Effizienz von Python, dicht gefolgt von Rust und Go, wobei C den meisten Code ben?tigt. (Hinweis: Automatisch generierter Code wurde ausgeschlossen.)
Rust-Implementierungsanalyse: Die LOC-Anzahl von Rust, vergleichbar mit Go, spiegelt die inh?rente Komplexit?t der Sprache und die Herausforderungen wider, denen Entwickler mit dem Compiler und seiner strengen Semantik gegenüberstehen [5]. Einschr?nkungen bei der Handhabung von Eigenschaften und Lebensdauer führten zu Designkompromissen.
C-Implementierungsanalyse: Die hohe LOC-Anzahl von C ist auf die Einbeziehung eigenst?ndiger Bibliotheken und Wrapper für die Portabilit?t zurückzuführen.
Go-Implementierungsanalyse: Die Effizienz von Go wird auf seine unkomplizierte Implementierung und umfangreiche Standardbibliothek zurückgeführt, die eine direkte übersetzung des C-Designs erm?glicht.
Python-Implementierungsanalyse: Der niedrige LOC von Python spiegelt die Flexibilit?t und Pr?gnanz der Sprache wider.
Leistungsranking: Go > C > Rost > Python
Die Leistung wurde mit dem Befehl time
gemessen, wobei 10.000 Iterationen der ECHONET Lite-Controller-Objekt-Interaktion ausgeführt wurden. Go zeigte eine überlegene Leistung und übertraf C, Rust und Python deutlich.
Rust-Leistungsanalyse: Die Leistung von Rust blieb hinter Go und C zurück, m?glicherweise aufgrund von Einschr?nkungen von Standardbibliothekskomponenten wie HashMap und Mutex und Einschr?nkungen durch UDPSocket.
C-Leistungsanalyse: W?hrend C in der Benutzerzeit herausragte, war seine Systemzeit deutlich h?her als die von Go und Rust, was auf potenzielle Optimierungsm?glichkeiten hindeutet.
Go-Leistungsanalyse: Die überlegene Leistung von Go unterstreicht seine Effizienz bei der Handhabung asynchroner UDP-Kommunikation.
Python-Leistungsanalyse: Die Leistung von Python war deutlich geringer als bei anderen Sprachen.
Fazit
Aus der ?Better C“-Perspektive erweist sich Go als starker Nachfolger, der m?glicherweise sogar Objective-C übertrifft. Rust bietet zwar Sicherheit und Geschwindigkeit, stellt jedoch Herausforderungen in Bezug auf Produktivit?t, Interoperabilit?t und Programmierflexibilit?t dar. Seine Compiler-intensive Natur und Einschr?nkungen bei der Nutzung vorhandener Ressourcen behindern seine Einführung. Die Implementierungseffizienz und die stabile Leistung von Go machen es zu einer robusten Wahl für allgemeine Anwendungen. Eine weitere Untersuchung der in Rust, C und Go festgestellten Leistungsengp?sse ist erforderlich.
[1] - [27]: Referenzen wie im Originaltext angegeben.
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Golang wird haupts?chlich für die Back-End-Entwicklung verwendet, kann aber auch eine indirekte Rolle im Front-End-Bereich spielen. Die Konstruktionsziele konzentrieren sich auf leistungsstarke, gleichzeitige Programmierungen und Systeme auf Systemebene und eignen sich zum Erstellen von Back-End-Anwendungen wie API-Servern, Microservices, verteilten Systemen, Datenbankoperationen und CLI-Tools. Obwohl Golang nicht die Mainstream-Sprache für das Web-Front-End ist, kann er über Gopherjs in JavaScript zusammengestellt werden, auf WebAssembly über Tinygo ausgeführt werden oder HTML-Seiten mit einer Vorlagenmotor zur Teilnahme an der Front-End-Entwicklung erzeugen. Die moderne Front-End-Entwicklung muss jedoch noch auf JavaScript/Typecript und sein ?kosystem beruhen. Daher eignet sich Golang besser für die Auswahl der Technologiestapel mit Hochleistungs-Backend als Kern.

Der Schlüssel zur Installation von GO besteht darin, die richtige Version auszuw?hlen, Umgebungsvariablen zu konfigurieren und die Installation zu überprüfen. 1. Gehen Sie zur offiziellen Website, um das Installationspaket des entsprechenden Systems herunterzuladen. Windows verwendet .msi -Dateien, macOS. PKG -Dateien, Linux verwendet .tar.gz -Dateien und entpackt sie in /usr /lokales Verzeichnis. 2. Konfigurieren Sie Umgebungsvariablen, bearbeiten Sie ~/.bashrc oder ~/.zshrc in Linux/macOS, um Pfad und GOPath hinzuzufügen, und Windows -Set -Pfad, um die Systemeigenschaften zu verfolgen. 3.. Verwenden Sie das Regierungsbefehl, um die Installation zu überprüfen, und führen Sie das Testprogramm Hello.go aus, um zu best?tigen, dass die Zusammenstellung und Ausführung normal ist. Pfadeinstellungen und Schleifen w?hrend des gesamten Prozesses

Um ein GraphQLAPI in Go zu erstellen, wird empfohlen, die GQLGen -Bibliothek zur Verbesserung der Entwicklungseffizienz zu verwenden. 1. W?hlen Sie zun?chst die entsprechende Bibliothek wie GQLGen aus, die die automatische Codegenerierung basierend auf dem Schema unterstützt. 2. Definieren Sie dann GraphQlSchema, beschreiben Sie das API -Struktur und das Abfrageportal, z. B. das Definieren von Post -Typen und Abfragemethoden; 3. Initialisieren Sie dann das Projekt und generieren Sie grundlegende Code, um die Gesch?ftslogik in Resolver zu implementieren. 4. Schlie?lich verbinden Sie GraphQlHandler mit HTTPServer und testen Sie die API über den integrierten Spielplatz. Zu den Anmerkungen geh?ren Feldnamenspezifikationen, Fehlerbehandlung, Leistungsoptimierung und Sicherheitseinstellungen, um die Projektwartung sicherzustellen

Sync.waitGroup wird verwendet, um auf eine Gruppe von Goroutinen zu warten, um die Aufgabe zu erledigen. Sein Kern besteht darin, drei Methoden zusammenzuarbeiten: hinzufügen, fertig und warten. 1.Add (n) Stellen Sie die Anzahl der Goroutiner fest, um zu warten; 2.Done () wird am Ende jeder Goroutine bezeichnet, und die Anzahl wird um eins reduziert; 3.wait () blockiert die Hauptkorutine, bis alle Aufgaben erledigt sind. Beachten Sie bitte, dass Sie bei der Verwendung au?erhalb der Goroutine doppelte Warten vermeiden, und stellen Sie sicher, dass der Don aufgerufen wird. Es wird empfohlen, es mit Aufhebung zu verwenden. Es ist h?ufig bei der gleichzeitigen Krabbeln von Webseiten, der Stapeldatenverarbeitung und anderer Szenarien und kann den Parallelit?tsprozess effektiv steuern.

Durch die Verwendung von GO -Einbettenpaket k?nnen statische Ressourcen einfach in bin?re und für Webdienste geeignet einbetten, um HTML, CSS, Bilder und andere Dateien zu verpacken. 1. Deklarieren Sie die eingebettete Ressource zum Hinzufügen // Go: Einbetten Sie einen Kommentar vor der Variablen ein, z. B. das Einbettung einer einzelnen Datei hello.txt; 2. Es kann in das gesamte Verzeichnis wie static/*eingebettet werden und die Multi-File-Verpackung durch Einbettung.Fs realisieren; 3.. Es wird empfohlen, den Festplattenlastmodus über Geb?ude- oder Umgebungsvariablen zu wechseln, um die Effizienz zu verbessern. 4. Achten Sie auf Pfadgenauigkeit, Einschr?nkungen der Dateigr??en und schreibgeschützte Merkmale eingebetteter Ressourcen. Die rationale Verwendung von Einbetten kann die Bereitstellung vereinfachen und die Projektstruktur optimieren.

Der Kern der Audio- und Videoverarbeitung liegt darin, die grundlegenden Prozess- und Optimierungsmethoden zu verstehen. 1. Der grundlegende Prozess umfasst Akquisition, Codierung, übertragung, Decodierung und Wiedergabe, und jeder Link hat technische Schwierigkeiten. 2. H?ufige Probleme wie Audio- und Video -Aberration, Verz?gerungsverz?gerung, Schallger?usch, verschwommenes Bild usw. k?nnen durch synchrone Einstellung, Codierungsoptimierung, Rauschverringerungsmodul, Parameteranpassung usw. gel?st werden; 3.. Es wird empfohlen, FFMPEG, OpenCV, Webrtc, Gstreamer und andere Tools zu verwenden, um Funktionen zu erzielen. 4. In Bezug auf das Leistungsmanagement sollten wir auf die Beschleunigung der Hardware, die angemessene Einstellung der Aufl?sungsrahmenquoten, die Kontrollverkehr und Speicher -Leckage -Probleme achten. Wenn Sie diese wichtigen Punkte beherrschen, werden die Entwicklungseffizienz und die Benutzererfahrung verbessert.

Es ist nicht schwierig, einen in Go geschriebenen Webserver zu erstellen. Der Kern liegt in der Verwendung des NET/HTTP -Pakets zur Implementierung grundlegender Dienste. 1. Verwenden Sie Net/HTTP, um den einfachsten Server zu starten: Registrieren Sie die Verarbeitungsfunktionen und h?ren Sie Ports über einige Codezeilen an. 2. Routing -Management: Verwenden Sie ServeMux, um mehrere Schnittstellenpfade für eine einfache strukturierte Verwaltung zu organisieren. 3. H?ufige Praktiken: Gruppenrouting nach funktionalen Modulen und verwenden Bibliotheken von Drittanbietern, um eine komplexe übereinstimmung zu unterstützen. 4. Statischer Dateidienst: Geben Sie HTML-, CSS- und JS -Dateien über http.FileServer an; 5. Leistung und Sicherheit: Aktivieren Sie HTTPS, begrenzen Sie die Gr??e des Anforderungsorganisation und stellen Sie Zeitüberschreitungen ein, um die Sicherheit und Leistung zu verbessern. Nach dem Beherrschen dieser Schlüsselpunkte ist es einfacher, die Funktionalit?t zu erweitern.

Der Zweck von Select Plus -Standard besteht darin, das Ausw?hlen zu erm?glichen, ein Standardverhalten durchzuführen, wenn keine anderen Zweige bereit sind, um das Programmblockieren zu vermeiden. 1. Beim Empfangen von Daten aus dem Kanal ohne Blockierung, wenn der Kanal leer ist, wird direkt die Standardzweigung eingegeben. 2. In Kombination mit der Zeit. Nach oder Ticker versuchen Sie, Daten regelm??ig zu senden. Wenn der Kanal voll ist, wird er nicht blockiert und überspringt. 3. Verhindern Sie Deadlocks, vermeiden Sie das Programm, das nicht sicher ist, ob der Kanal geschlossen ist. Beachten Sie bei der Verwendung, dass die Standardzweig sofort ausgeführt wird und nicht missbraucht wird, und standardm??ig und der Fall sind sich gegenseitig ausschlie?lich und werden nicht gleichzeitig ausgeführt.
