1.1　Rust語言簡介

Rust語言誕生于2006年，原本是Mozilla員工Graydon Hoare的私人項目。Mozilla于2009年開始贊助這個項目，并于2010年對外公布。Graydon Hoare認(rèn)為，未來的互聯(lián)網(wǎng)除了需要關(guān)注性能，更需要關(guān)注安全性和并發(fā)性。因此，他對Rust語言的期望是：必須更加安全、不易崩潰；不需要垃圾回收機制，不能為了內(nèi)存安全而引入性能負(fù)擔(dān)；擁有一系列相互協(xié)作的特性，使得程序更容易編寫、維護和調(diào)試。總之，一切都是為了讓開發(fā)者寫出更安全、更高效的代碼。在Stack Overflow 2020開發(fā)者調(diào)查報告中，Rust獲得“最受喜愛編程語言”第一名，如圖1-1所示。這是Rust連續(xù)五年蟬聯(lián)“最受喜愛編程語言”的殊榮。

圖1-1　Stack Overflow 2020開發(fā)者“最受喜愛編程語言”評選

計算機編程語言經(jīng)歷了從機器語言到匯編語言再到高級語言的演進，但一直以來始終有一個難題存在，那就是如何編寫出內(nèi)存安全的代碼。近年來，由內(nèi)存安全以及內(nèi)存緩沖區(qū)溢出所導(dǎo)致的密鑰泄露、拒絕服務(wù)和遠程代碼執(zhí)行漏洞等相關(guān)問題頻發(fā)。

簡單來說，內(nèi)存安全是不出現(xiàn)內(nèi)存訪問的錯誤。使用未初始化內(nèi)存、引用空指針、釋放指針后再次使用、重復(fù)釋放指針、緩沖區(qū)溢出等都會導(dǎo)致內(nèi)存訪問錯誤。Rust語言的獨到之處就是為了保證內(nèi)存安全，建立了嚴(yán)格的內(nèi)存管理模型——所有權(quán)系統(tǒng)和類型系統(tǒng)，通過其嚴(yán)格的編譯器來檢查代碼中的每個變量和引用的每個內(nèi)存指針，為每個變量建立了清晰的生命周期。一旦超出生命周期，變量就會被自動釋放，從而不需要垃圾回收機制。每個被分配的內(nèi)存都有一個獨占其所有權(quán)的指針。當(dāng)該指針被銷毀時，其對應(yīng)的內(nèi)存才會被釋放。這樣，Rust從語言層面保證了程序的正確性，讓開發(fā)者在編譯階段就能識別出內(nèi)存不安全的錯誤。

除了安全性，Rust還追求高效開發(fā)。泛型和trait系統(tǒng)使其具備了強大的抽象表達能力。同時，為了保證程序的健壯性，Rust還設(shè)計了簡單又精致的錯誤處理機制，讓開發(fā)者可以從更細(xì)的粒度對非正常情況進行合理處理。后面的章節(jié)會逐步探索Rust這些獨有的特性。