可信而可靠，关于Rust 的学习
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· 2023-09-18
最早接触到Rust是在几年前的一次技术大会上， 黄东旭说TiKV 是用Rust 语言编写的， 引起了我的一些兴趣，但只是保持关注而已。我一直认为每一种编程语言都有着各自的典型应用领域， 也有着各自的编程范式，没有最好的编程语言（参见《PHP是最好的编程语言吗？》）， 但存在最适合当前的问题领域的编程语言。
个人认为，所谓全栈工程师，至少要掌握4种编程语言——C/C++，Java， JavaScript 和Python。作为一个半吊子全栈工匠，我还涉足过Go，Scala，Erlang，PHP和Perl，Shell 编程是必备技能，不放在编程语言的行列。
直到去年，自己进入操作系统的研发领域，尤其是与操作系统内核相关的那些工作，才着手系统地学习Rust编程语言。C/C++ 一直是系统编程的首选，但由于内存安全、数据竞争等引起的问题一直存在，每一次对内核的修改尝试都有些畏首畏尾，而Rust 就是为了从语言层面解决这些问题而诞生的。Rust 的设计哲学是内存安全、零成本抽象和实用性。
尤其是，2022 年 12 月 11 日发布的 Linux Kernel 6.1，最重要的变化是引入了初始的 Rust 框架代码。但高达 12k 行的代码仅带来了 Rust 基本的基础设施。有了这个基础，新的驱动程序、子系统和内核模块有望通过 Rust 编程语言登陆内核。Rust 进入 Linux 内核，对于 推动 Rust 进化具有很重要的战略意义。另外，今年5月的这条消息也证明了自己的选择存在一定的正确性。
Rust 宣称可以“赋予每个人构建可靠高效的软件的能力” ， 而我更关注在实现对系统安全编程的同时对底层有控制权 。Rust 没有运行时和垃圾回收器，可以提供对性能要求很高的服务，可在嵌入式设备上运行，也可以很方便地和其他语言集成。对比 C、C++ 和 Go， Rust 的性能和 C++ 接近，快于 Go。
安全编程是最吸引我的地方。在2020 年 8 月， Rarf Jung 在他的博士论文中提供了第一个正式证据（RustBelt），证明了 Rust 的安全承诺成立 ，即使开发者有可能编写“不安全”代码，Rust 的安全声明仍然有效 。具体而言，Rust采用了所有权类型系统，每个被分配的内存都有指针，且给每个变量都设定了生命周期，一旦超出生命周期，变量就会被自动释放。另外， Rust划分了安全边界，如果要做内存不安全的事情，必须在代码中明确声明。就线程而言，由于采用 1:1 线程模型，不需要运行时，在一定程度上消除了数据竞争的现象。
客观而言，Rust 的学习曲线还是相对陡峭的。基于所有权系统来管理内存，移动（move）、借用（borrow）、生命周期（lifetime）等概念提供了很多抽象表达能力，这需要较强的理解能力，对初学者确实存在挑战。内存模型严格区分可变状态和不可变状态，颇有一些Erlang的味道，这需要新的编程范式。Rust 拥有非常严格的静态类型系统，这就要求写程序时需要细致地设计数据类型。另外，相对于C/C++，Java，Python等成熟语言而言，Rust 的生态系统还在成长中，存在较多不完整的地方。
当自己开始体会到“Rust”的一些味道的时候，有幸参与了《Rust 程序设计（第二版）》审读。因为自己也翻译过几本书，一看到书籍的页数就知道这本书的翻译是一件艰难的工作。进而，我从稿件的内容中看到了译者满满的诚意。译者雪狼那25年码农的经历和我有着太多的相似，他前前后后对稿子修订了 7 遍，虽然每一遍的重心有所不同，但每一遍都耗费了巨大的心血。很长一段时间内，独立进行翻译的雪狼每一天都会是挑灯夜战，向译者雪狼致敬！
审读群里高手很多，我不过是一个Rust的初学者，谈不上审读，更多是学习和疑问，尤其是向雪狼和群里的各位老师学习。对于《Rust 程序设计（第二版）》书中的内容，颇有相见很晚的感觉，这本书的思维导图如下：
跟着书中讲解的思路走，一步步来，就一定能掌握 Rust 的核心特性和在工作场景中的用法。书中的代码是开源的，而且基于 Rust 2021。如果我能够早学习这本书，可以避免自己走很多的弯路。
鉴于自己的认知局限，如果你是操作系统的相关开发工程师， 或者是嵌入式系统的工程师，亦或是后端服务的工程师，Rust 都会带来安全而可靠的开发效果， 《Rust 程序设计（第二版）》将会成为你的案头手册！
【参考资料与关联阅读】
学 Rust 最好的图书之一，原版豆瓣 9.7分“封神之作”，https://mp.weixin.qq.com/s/oTgyQ1d7hSTlVDEVrAahKQ
Rust 生态发展之路， https://mp.weixin.qq.com/s/0wfKzkT6PhdxIRDMmwYezw
Rust 官方网站 https://www.rust-lang.org/
Rust (programming language) - wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Rust(programminglanguage)
Computer Scientist proves safety claims of the programming language Rust - Eurekalert https://www.eurekalert.org/news-releases/610682
R. Jung, Understanding and Evolving the Rust Programming Language https://people.mpi-sws.org/~jung/phd/thesis-screen.pdf