Rust 学习笔记 - 缘起很多语言都依然难以解决内存安全和线程安全两个问题。 06 年 Graydon Hoa

缘起

很多语言都依然难以解决内存安全和线程安全两个问题。

06 年 Graydon Hoare 着手开发新的编程语言，名为 Rust。 Rust 名称源自锈菌（Rust Fungi）也有铁锈的意思，字形上柔和了 Trust 和 Robust 暗示 “信任” 和 “鲁棒性”。

必须是更加安全，不易崩溃的，尤其是在操作内存时，这一点更为重要。
不需要有垃圾回收这样的系统，不能为了内存安全引入性能负担。
不是一门仅仅拥有一个主要特性的语言，而应该拥有一系列的广泛特性，这些特性之间不乏一致性。这些特性可以很好的相互协作，从而使爱语言更容易编写、维护和调试，让程序员写出更安全、更高效的代码。

Rust 应该是一个同时追求安全、并发和性能的现代系统级编程语言

Rust 要保证内存安全首先要做的是保证类型安全。类型安全有以下好处： - 允许编译器侦测无意义甚至无效的代码，暴露程序中隐含的错误。 - 可以为编辑器提供有意义的类型信息，帮助优化代码。 - 可以增强代码的可读性，更直白阐述开发者的意图。 - 提供了一定程度的高级抽象，提升开发效率。

简单讲就是不会出现内存访问错误。当程序访问未定义内存才会产生内存错误，一般会出现一下集中情况： - 引用空指针 - 使用未初始化内存 - 释放后使用，也就是使用悬垂指针 - 缓冲区溢出，比如数组越界 - 非法释放已经是放过的指针或未分配的指针，也就是重复释放

- 所有权系统。每个被分配到的内存都有一个独占期所有权的指针。只有当前指针被销毁时，其对应的内存才能随之被释放。
- 借用和生命周期。每个变量都有其生命周期，一旦超出生命周期，变量就会自动释放。如果有借用，则可以通过标记生命周期参数供编译器检查的方式，防止出现悬垂指针，也就是释放后使用的情况。

- 没有空指针
- 默认不可变
- 表达式
- 高阶函数
- 代数数据类型
- 模式匹配
- 泛型
- trait 和关联类型
- 本地类型推导

- 仿射类型（Affine Type），该类型用来表达 Rust 所有权中的 Move 语义
- 借用、生命周期.

Rust 中零成本抽象的基石就是泛型和 trait。

- 实践性，首先必须能够应用于开发工业级产品，其次要易于学习和使用。
- 有益性，是指能够对业界产生积极的效果或影响。
- 稳定性，指语言自身要稳定。在解决同一个问题时，不会因为使用者不同而出现随机的结果。

实践性
- 对于失败的情况，可以使用断言工具。
- 对于错误，Rust 提供了基于返回值的分层错误处理方式，比如 Option 可以用来处理可能存在控制的情况，而 Result 就专门用来处理可以被合理解决并需要传播的错误。
- 对于异常， Rust 将其看做无法被合理解决的问题，提供了线程恐慌机制，在发生异常时，线程可以安全地退出。
有益性和稳定性 Rust 语言解决了内的村安全和并发安全的问题，可以极大的提升软件的质量。Rust 提供了 C 和 C++ 之外的更好选择，因为 Rust 是对安全、并发和性能都很看重的语言，可以用于嵌入式系统、操作系统、网络服务等底层系统，也可以用于 web 应用开发、游戏引擎和集齐学习，webassembly 可以用来开发前端组件。同时可以用于区块链技术。