1.0.1 前言

這個項目（包括代碼和注釋）是在我自學(xué) Rust 的過程中記錄的?？赡苡胁粶?zhǔn)確或表述不清的地方，還請大家諒解。如果您從中受益，那就更好了。

1.0.2 為什么使用 Rust

• Rust 可靠且高效。

• Rust 可以用相似的性能但更高的安全性來替代 C 和 C ，并且不需要像 C 和 C 那樣頻繁地重新編譯來檢查錯誤。主要優(yōu)點包括：

  • 內(nèi)存安全（防止空指針取消引用、懸空指針和數(shù)據(jù)爭用）。
  • 線程安全（確保多線程代碼在執(zhí)行前是安全的）。
  • 避免未定義的行為（例如，數(shù)組越界、未初始化的變量或訪問已釋放的內(nèi)存）。

• Rust 提供現(xiàn)代語言功能（例如泛型、特征、模式匹配）。

• Rust 提供了現(xiàn)代工具鏈。 Rust 的 Cargo 與 Python 的 pip 有著相似的原理。與 C/C 繁瑣的依賴配置不同，Cargo 提供了類似 Python 的人性化依賴管理體驗，同時保持了 C/C 級別的性能。

1.0.3 適用場景

• 當(dāng)需要性能時：Rust 可以像 C 一樣精確地控制內(nèi)存（使用不安全），同時還提供現(xiàn)代便利（例如，所有權(quán)系統(tǒng)和模式匹配）。另一方面，Python 優(yōu)先考慮開發(fā)人員效率，但卻犧牲了性能。

• 當(dāng)內(nèi)存安全至關(guān)重要時：Rust 在編譯時的靜態(tài)檢查保證了強(qiáng)大的內(nèi)存安全性，非常適合需要防錯的場景，例如操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器.

• 當(dāng)需要高效使用多核處理器時：Rust 原生支持高效并發(fā)和多核編程，且不犧牲安全性，這使得它在需要高吞吐量和并發(fā)任務(wù)的場景中特別有優(yōu)勢（例如，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、分布式系統(tǒng)、實時計算）。

Rust 在以下領(lǐng)域表現(xiàn)出色：

• 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
• WebAssembly（Rust 和 C/C 在性能方面明顯優(yōu)于 C# 和 Java）
• 命令行工具
• 網(wǎng)絡(luò)編程
• 嵌入式設(shè)備
• 系統(tǒng)編程

1.0.4 與其他語言的比較

高級語言和低級語言并不是嚴(yán)格對立的，而是連續(xù)存在的：

• 低級語言可以更好地控制硬件，但需要更復(fù)雜的編碼和較低的開發(fā)效率。

• 更高級別的語言提供了更好的抽象和自動化，但可能會引入運(yùn)行時開銷并失去細(xì)粒度的硬件控制。

Rust 的優(yōu)點：

• 高性能
• 強(qiáng)大的安全保障
• 對并發(fā)的出色支持

Rust 作為中級語言的地位具有以下優(yōu)勢：

• C/C ：性能優(yōu)秀，但安全性欠缺； Rust 以可比的性能確保安全。

• Java/C#：確保內(nèi)存安全（使用垃圾回收）并提供眾多功能，但性能較弱； Rust 以卓越的性能實現(xiàn)了類似的安全級別。

1.0.5 Rust 的歷史

Rust 最初是 Mozilla 的一個研究項目，F(xiàn)irefox 瀏覽器是一個著名的應(yīng)用示例。

Mozilla 使用 Rust 開發(fā)了 Servo 實驗性瀏覽器引擎（于 2012 年啟動，第一個預(yù)覽版于 2016 年發(fā)布）。 Servo 的架構(gòu)是完全并行的。不幸的是，2020 年 8 月，Mozilla 解雇了大部分 Servo 開發(fā)團(tuán)隊。從2020年11月17日起，Servo被轉(zhuǎn)移到Linux基金會。 Servo 的部分功能已經(jīng)集成到 Firefox 中。

Quantum 版本的 Firefox 集成了 Servo 的 CSS 渲染引擎。 Rust 為 Firefox 帶來了顯著的性能提升。

1.0.6 Rust 用戶和案例研究

• Google：Fuschia 操作系統(tǒng)，Rust 占代碼庫的 30%。

• Amazon：基于 Linux 的操作系統(tǒng)，設(shè)計用于直接在裸機(jī)或虛擬機(jī)上運(yùn)行容器。

• System76：完全使用 Rust 開發(fā)了下一代安全操作系統(tǒng) Redox。

• 斯坦福大學(xué)和密歇根大學(xué)：用于 Google 加密產(chǎn)品的嵌入式實時操作系統(tǒng)。

• Microsoft：使用 Rust 重寫了 Windows 中的某些低級組件。

• 微軟：WinRT/Rust 項目。

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