Rust

Rust — язык программирования, которым пользуются для написания приложений, кода для высоконагруженных серверов и блокчейна. Особенность этого языка — он быстрый, как C++, но намного безопаснее. У него лаконичный синтаксис, и на нем можно писать в разных стилях.

Язык используют такие крупные компании, как VK, Twitter и Dropbox, а также Mozilla, создатель известного браузера Firefox. Движок браузера написан на Rust.

Кроме Mozilla язык помогают развивать Google, Huawei, Microsoft и AWS. Rust бесплатный, у него открытый исходный код, поэтому сообщество разработчиков тоже может вносить вклад в развитие языка.

По версии известного сайта Stack Overflow, язык Rust — один из самых любимых у разработчиков. Такую любовь он завоевал благодаря скорости и мощности, которые сочетаются с высокой безопасностью.

Название читается как «раст», изредка также произносят «руст». Это не совсем верное произношение, но так тоже говорят.

Где применяется язык Rust

Rust создавали как язык общего назначения. Это значит, что его можно применять в разных сферах — он подойдет для многого и не имеет какой-то жесткой направленности. Но особенности Rust сделали его идеальным вариантом для нагруженных систем: более лаконичным, чем Java, и более безопасным, чем C++.

Вот несколько примеров сфер, где могут понадобиться разработчики на Rust и где применяется этот язык.

Блокчейн. Если зайти на любой сайт для поиска вакансий, окажется, что чаще всего программистов на Rust ищут блокчейн-компании. Это нормально, ведь блокчейн — сфера, где важны быстрые и сложные вычисления, а значит, код для нее необходимо писать на мощных языках. Rust подошел для этой цели отлично. Он современный и очень быстрый, лишен многих недостатков других языков, созданных для нагруженных систем. Но блокчейн — не единственная сфера, где нужен Rust, хоть вакансий в ней и больше всего.

Высоконагруженные сервера. Rust хорошо подходит для бэкенда, если речь о популярных продуктах с высокой нагрузкой. Поэтому языком пользуются крупные компании — такие, на сайты которых заходят миллионы человек ежедневно. Быстрый и лаконичный код на языке Rust способен справиться с обслуживанием такого сервера. Вакансий в этом направлении не так много, потому что не всем компаниям в принципе нужны настолько мощные решения. Зато если разработчика на Rust ищут для бэкенда, речь, скорее всего, идет о крупном и популярном продукте.

Прикладные программы. Десктопное программное обеспечение тоже можно писать на Rust. Это доказывает пример Mozilla Firefox — браузера, движок которого написан на этом языке. Язык позволяет быстро и эффективно обрабатывать данные и отрисовывать страницы, ведь при создании разработчики делали упор в том числе на создание браузеров. Пока что программ на Rust не так много, но у этого направления большие перспективы.

Операционные системы. Rust — мощный язык, на котором можно с нуля написать ОС. Но на такое мало кто решается. А вот в уже известных операционных системах его вполне используют. Например, некоторые компоненты операционной системы Windows написаны на Rust. Есть и более специфические проекты — ОС для устройств «умного дома» Tock и Unix-подобная система Redox.

Машинное обучение. ML — еще одна сфера, где бывают нужны сложные и быстрые вычисления. Поэтому Rust применяют в этом направлении довольно активно. Для языка уже создали много библиотек и фреймворков специально для обучения моделей, обработки датасетов и других специфических задач. Rust используют в анализе данных, в Big Data и прочих похожих направлениях — это отличный язык для будущего дата-сайентиста.

В чем особенности языка Rust

Создатель Rust описывает его как язык, созданный для разработчиков, которые устали от C++. Дело в том, что C++ — очень быстрый и мощный язык системного программирования, и много лет у него не было достойных альтернатив. Но он своеобразный: разработчику легко ошибиться, и эта ошибка может дорого стоить. Поэтому появился Rust — аналог C++, лишенный его недочетов.

Вот как выглядит этот язык изнутри. Некоторые его особенности похожи на C++, но есть и изменения — они как раз направлены на повышение безопасности и удобства в работе.

Компилируемость. Rust — компилируемый язык. Это значит, что перед выполнением написанная на нем программа переводится в машинные коды — их выполняет система. Переводом занимается специальная программа — компилятор.

Компилируемые языки обычно быстрее и мощнее, чем интерпретируемые — те, в которых код построчно переводит и исполняет программа-интерпретатор. Это справедливо и для Rust. Сложность только в кроссплатформенности: машинные коды различаются для каждой системы, поэтому компиляторы для разных ОС тоже нужны разные. Но у Rust с кроссплатформенностью все в порядке: код на нем можно запустить на большинстве современных ОС, если установить компилятор.

Статическая типизация. Когда разработчик создает переменную в Rust, он должен сразу указать, какого она типа — что будет в ней храниться. Типы бывают числовыми, строковыми и другими. Такой подход называется статической типизацией. Противоположный вариант — динамическая типизация, при которой компилятор или интерпретатор присваивает переменной тип не сразу, а при присвоении значения. При этом разработчику не нужно указывать тип при создании.

Статическая типизация помогает избежать ошибок при программировании, а еще делает код более четким, читаемым и понятным. Разработчик может посмотреть на объявление переменной и сразу понять, что в ней хранится. Также это плюс к безопасности языка — со статическими типами сложнее допустить серьезную, но малозаметную ошибку.

Мультипарадигмальность. Rust дает разработчику возможность писать в разных парадигмах программирования: функциональной, процедурной и других. Правда, для объектно-ориентированного программирования он подходит не всегда, но реализовать сущности этой парадигмы в нем все же можно.

Многопоточность. Одна из важных особенностей Rust — способность к многопоточности. Программы, написанные на этом языке, могут выполняться в нескольких «потоках», которые идут параллельно друг другу. Такая же возможность есть у C++, Go и некоторых других языков программирования. Она позволяет эффективнее работать со сложными вычислениями и высокой нагрузкой. Также эта возможность незаменима при создании программ, которые должны уметь выполнять несколько действий одновременно: например, решать какую-то задачу и одновременно откликаться на запросы пользователя.

Эффективная работа с памятью. Чтобы программа могла работать, ей нужно выделять оперативную память под задачи, например, для хранения данных. В работе с ними есть два подхода:

• выделение памяти вручную, как в C++ и похожих языках. Это позволяет гибко работать с памятью и ее потреблением, но взамен делает разработку сложнее и повышает риск ошибки. Можно забыть очистить память или допустить ее утечку.
• автоматические выделение и очистка памяти, как в C# или Java. Память для переменных выделяется автоматически, а когда она перестает быть нужна — очищается с помощью специального «сборщика мусора». Писать код на таких языках проще, но встроенные системы часто оказываются неэффективными в плане использования памяти.

Rust объединяет оба подхода. В нем нет сборки мусора, разработчик может сам выделять и очищать память — но при этом в язык встроен кодовый анализатор. Он подсказывает, где память может «утечь», и следит за риском ошибок. Это помогает одновременно писать эффективный код и не так часто ошибаться.

«Защита от дурака». Многие фишки Rust нужны, чтобы сделать использование языка безопаснее. Например, переменные в языке по умолчанию неизменны — чтобы они стали изменяемыми, нужно прописать для них специальное ключевое слово.

В Rust много таких особенностей. Компилятор этого языка построен так, чтобы выдавать ошибку при любом отхождении от строгого стандарта написания кода. Это тоже важное отличие от C++, который вполне может выполнить неправильный код, а потом выдать владельцу неверный результат или зависнуть.

Владение. Интересная особенность Rust — механизм владения, или ownership. У каждого набора данных, заключенного в переменную или структуру, может быть только один «владелец» — какая-то сущность. Поэтому две разных сущности не могут одновременно обратиться к одним и тем же данным — следовательно, конфликта не возникнет. Это еще один плюс к безопасности языка.

Преимущества Rust

Скорость и мощность. Rust — язык, который подходит в том числе для сложных высоконагруженных систем. На нем можно писать даже свои ОС. А эффективность работы с памятью позволяет применять язык для встроенных систем и умных устройств.

Удобство использования. Программистов на Rust называют самыми счастливыми. Разработчики сами часто говорят, что написание кода на Rust им нравится: его концепции и особенности делают работу с ним удобной и приятной. Все же этот язык создавался с учетом ошибок предшественников, и одна из целей его разработки — исправить эти недочеты.

Код на Rust компактный, легко читаемый, сам по себе язык эффективный, и в нем много возможностей для облегчения жизни программиста.

Безопасность. Большое внимание к безопасности кода — одна из ключевых особенностей Rust, и за это его ценят разработчики. В кругах программистов есть выражение «стрелять себе в ногу»: так называют действия разработчика, которые приводят к неожиданной ошибке в коде. Rust же дает программистам «предохранитель» от таких «выстрелов». Риск допустить ошибку серьезно снижается, а значит, и код пишется быстрее.

Существует небезопасная версия языка, но пользоваться ею необязательно — за исключением каких-то очень специфических задач.

Умный компилятор. Это продолжение предыдущего пункта. Компилятор в Rust — очень подробный, он отслеживает мельчайшие ошибки и говорит о них понятным разработчику языком. Так намного удобнее отлаживать код, чем при работе с компиляторами, выдающими непонятные данные.

Есть разработчики, которые критикуют эту особенность Rust: они считают, что такой подход заставляет человека слишком полагаться на компилятор. Но если смотреть с позиции скорости и качества разработки, строгий и подробный компилятор — однозначно преимущество.

Универсальность. Rust прекрасно работает с высокими уровнями абстракции. Поэтому разработчик может не думать о низкоуровневых «железных» вещах, если не хочет. Но одновременно с этим язык дает разработчику доступ к более низким уровням: «железу», процессам, памяти. Это делает Rust универсальным, подходящим и для низкоуровневого, и для высокоуровневого программирования.

Подробная документация. На официальном сайте Rust есть доступ ко множеству материалов, начиная с учебника по языку и заканчивая подробными описаниями глубоких продвинутых возможностей языка. Документация есть в том числе на русском языке — хоть разработчику в любом случае стоит знать английский, на раннем этапе русскоязычные руководства могут помочь.

Недостатки Rust

Малое количество вакансий. Большинство вакансий для разработчиков на Rust связано с блокчейном и криптовалютами. Если человек не хочет работать в этой сфере, возможностей найти работу для него становится намного меньше. В России это пока не слишком популярный язык: большинство существующих проектов давно работает на других языках, а стартапам не всегда подходят особенности Rust. Но, возможно, в будущем многое изменится. Все же Rust — довольно молодой язык: первая версия вышла в 2006 году.

Сложность на начальных этапах. Rust, как и другие C-подобные языки, не очень подходит для новичков. Работа с памятью, многопоточность и другие особенности делают его довольно сложным для людей, которые только начинают изучать программирование. Но тем, у кого уже есть опыт с другими языками, Rust, скорее всего, понравится: он избавлен от многих недочетов существующих решений.

Частые изменения синтаксиса. Это частая проблема молодых языков: синтаксис Rust может серьезно меняться с обновлениями языка. Поэтому поддерживать уже написанное на нем ПО может быть сложно, а разработчикам постоянно приходится следить за изменениями. Иначе есть риск, что код на другой версии языка окажется просто непонятным.

Как начать изучать язык Rust

Мы советуем начинать обучение языку Rust, если вы уже имеете представление о программировании. Легче всего его изучить, если это не первый ваш язык. Но и новички могут его освоить — просто понадобится приложить больше усилий.

Скачать компилятор языка и установить его можно на официальном сайте проекта. Разработчику предлагают воспользоваться утилитой-установщиком или установить Rust через командную строку.

Также на официальном сайте есть «песочница», позволяющая поработать с Rust онлайн и ничего не устанавливать на свой компьютер. Она подойдет для теста возможностей языка, но не для полноценного программирования.

Начните с простых программ, постепенно переходя к более сложным возможностям. До многопоточности и продвинутой работы с памятью вы дойдете не сразу — это нормально.

Если вы хотите узнать больше о разработке — записывайтесь на курсы! Мы поможем определиться с профессией и стать востребованным специалистом.