Rust vs Go?錆びるべきか、それとも去るべきか

導入

Rust と Go は、パフォーマンスが重要なアプリケーションに適用される言語です。この記事では、両方の言語の主な機能と一般的な使用例を詳しく説明します。

過去 10 年間で、Rust と Go は非常に人気が高まりました。メモリセーフな Rust は主にシステム プログラミングで使用されます。 Go はそのシンプルさと組み込みの同時実行性により好まれており、スケーラブルな Web アプリケーションや API の構築に最適です。興味深いことに、FAANG や Fortune 100 企業などの最大手のテクノロジー企業は、アプリケーションのさまざまな側面に Rust と Go の両方を使用しています。

この記事では、「錆びるべきか、やめるべきか?」という質問に対する答えが見つかります。同時実行性やメモリの安全性などの観点から、Rust と Go をどのように比較するかを学びます。また、各言語に最適なさまざまなシナリオについても学びます。

この記事を最後まで読むと、両方の言語の主な機能と使用例について十分に理解できるようになり、プロジェクトに適切な言語を選択する際の情報に基づいた決定ができ​​るようになります。

Rustの概要

Rust は、2006 年に元 Mozilla 従業員の Graydon Hoare によって個人プロジェクトとして作成された、メモリの安全性に重点を置いた高級プログラミング言語です。Rust のようなメモリ安全な言語は、米国省によって推奨されています。

主な特長

• メモリの安全性: Rust は、ガベージ コレクションを使用せずにコンパイル時にメモリの安全性を強制します。
• C/C++ に匹敵するパフォーマンス: Rust は C および C++ と同じくらい高速です。
• 所有権システム: Rust は、所有権と借用システムを使用して同時操作をサポートします。
• 強力な型システムとパターン マッチング: Rust の型システムとパターン マッチング機能により、コードの安全性が強化されます。

囲碁の概要

Go は、2009 年に Robert Griesemer、Rob Pike、Ken Thompson によって Google で作成されたオープンソース プログラミング言語です。静的に型付けされており、構文は C++ に似ています。 ロブ・パイク氏はインタビューで、当時の C++ での同時実行操作に伴う難しさのために Go が作成されたと述べました。

主な特長

• シンプルさ: Go は適度な学習曲線があり、作業が容易です。
• 速いコンパイル時間: Go は迅速にコンパイルされ、迅速な開発と反復が可能になります。
• 組み込み同時実行性: Go の組み込みゴルーチンとチャネルにより、同時実行操作が可能になります。
• 強力な標準ライブラリ: Go の標準ライブラリは非常に堅牢です。

比較: Rust と Go

パフォーマンス

このセクションでは、速度とメモリ使用量の観点から Rust と Go を比較する方法を学びます。

1.ベンチマークの比較

ベンチマーク ゲームでは、Rust と Go の両方のランタイムとメモリ使用量を比較しました。テストされたすべてのアルゴリズムについて、最も最適化された Rust コードは、最も最適化された Go コードと比較して実行時間が速いことが判明しました。

正規表現 Redux およびバイナリ ツリー アルゴリズムに関しては、以下の画像に示すように、Rust は Go をはるかに上回っています。 Rust コードは Go に比べてメモリ使用量が少なく、実行時間も短くなります。

2.メモリ管理と効率

Rust と Go はどちらもメモリセーフな言語ですが、これを実現する方法は異なります。 Rust は設計上、高速な実行を優先しますが、Go は高速なコンパイルを優先します。 Rust の所有権と借用システムは、コンパイル時にメモリ リークの一般的な原因の多くを防止しますが、Go は自動ガベージ コレクションに依存して、実行時に未使用のメモリを解放します。ただし、どちらの言語でも、特定の状況下ではメモリ リークが発生する可能性があります。

同時実行性と並列処理

このセクションでは、同時実行性と並列処理に対する Rust と Go の独自のアプローチについて学びます。

1. Rustのアプローチ

Rust は、async/await パラダイムとスレッドとチャネルの使用を通じて同時実行性をサポートします。

• Rust の非同期/待機パラダイム

Rust の async/await パラダイムを使用すると、読みやすく保守しやすい非同期コードを作成できます。 Tokio や async-std などの Rust の Future 特性に基づいて構築されたランタイムは、async/await パラダイムでよく使用されます。 async/await の使用例を次に示します。

use tokio::time::{sleep, Duration};

async fn execute_task() {
    println!("Task has begun.");
    sleep(Duration::from_secs(2)).await;
    println!("Task is done.");
}

#[tokio::main]
async fn main() {
    let task_handle = tokio::spawn(async {
        execute_task().await;
    });

    task_handle.await.unwrap();
    println!("Main function completed.");
}

上記のコードでは、execute_task 関数は、完了までに時間がかかるタスクをシミュレートします。 Rust Tokio ランタイムは、スレッドをブロックすることなく main 関数の実行を管理し、他の非同期タスクが並行して進行できるようにします。次に、main 関数はタスクが完了するのを待ってから、完了メッセージを出力します。

出力は次のとおりです:

• スレッドとチャネルの使用

Rust の標準ライブラリは、スレッドとチャネルによるメッセージパッシングの同時実行性のサポートを提供します。以下に例を示します:

use std::sync::mpsc;
use std::thread;
use std::time::Duration;

fn main() {
    let (sender, receiver) = mpsc::channel();

    thread::spawn(move || {
        let messages = vec![
            String::from("greetings"),
            String::from("from"),
            String::from("the"),
            String::from("worker"),
        ];

        for message in messages {
            sender.send(message).unwrap();
            thread::sleep(Duration::from_secs(1));
        }
    });

    for received_message in receiver {
        println!("Received: {}", received_message);
    }
}

上記のコードでは、メインスレッドと同時に実行される新しいスレッドが thread::spawn() を使用して作成されます。このスレッドは、mpsc::channel() を使用して作成されたチャネルを通じて一連のメッセージを送信します。メッセージは生成されたスレッドから送信されると、メインスレッドによって受信されて出力されます。

出力は次のとおりです:

2. Goのアプローチ

Go はゴルーチンとチャネルを使用して同時実行性を実現します。ゴルーチンは、Go ランタイムによって管理される軽量のスレッドであり、関数の同時実行を可能にします。通常の関数は、関数の前に go キーワードを追加することで goroutine にすることができます。

• ゴルーチンとの同時実行

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func displayDigits() {
    for i := 1; i <= 5; i++ {
        time.Sleep(1 * time.Second) // sleep to demonstrate concurrency
        fmt.Printf("Digit: %d\n", i)
    }
}

func displayCharacters() {
    for i := 'A'; i <= 'E'; i++ {
        time.Sleep(1 * time.Second)
        fmt.Printf("Character: %c\n", i)
    }
}

func main() {
    // Launch the goroutines
    go displayDigits()
    go displayCharacters()

    // Wait for the goroutines to complete
    time.Sleep(6 * time.Second)
    fmt.Println("Finished")
}

上記のコードでは、2 つのゴルーチンが定義されています。最初のゴルーチンは 1 から 5 までの数字を出力し、2 番目のゴルーチンは A から E までの文字を出力します。 main 関数はこれらのゴルーチンを起動し、「終了」を出力する前にゴルーチンが実行するのに十分な時間を確保するために 6 秒間待機します。

これが出力です

Goroutine はチャネルを使用して相互に通信できます。以下に例を示します:

package main

import "fmt"

func transmitMessages(ch chan string) {
    msgs := []string{"Greetings", "Simplicity", "Concurrency"}

    for _, message := range msgs {
        ch <- message
    }

    // Properly close the channel after sending all messages
    close(ch)
}

func main() {
    ch := make(chan string)

    // Launch the transmission of messages concurrently
    go transmitMessages(ch)

    for message := range ch {
        fmt.Println(message)
    }
}

上記のコードでは、transmitMessages 関数が別個の goroutine として実行され、チャネルを通じて一連のメッセージを送信します。次に、main 関数はこれらのメッセージを受信して​​出力します。

出力は次のとおりです:

学習曲線と開発速度

ここでは、両方の言語の学習曲線と開発速度について学びます。

Rust は、そのシンプルさとわかりやすい構文で世界中の開発者から高く評価されている Go に比べて、学習曲線がはるかに急です。一方、Rust は、開発者がメモリ安全性ルール、型変換、型チェックなどの重要な概念に苦労することが多いため、理解するのにはるかに時間がかかります。

開発速度についても同様のことが言えます。Rust は急峻な学習曲線のため少し時間がかかるのに対し、Go は理解しやすく、開発者はより早く作業を開始できるからです。

安全性と信頼性

このセクションでは、安全性と信頼性を確保するために両言語で設定されているさまざまな対策について学びます。

1. Rust の所有権システム

Rust では、変数に値を代入したり、関数に値を移動したりすると所有権が移転し、元の変数にアクセスできなくなります。これは、ダブルフリーエラーやデータ競合を防ぐためです。 Rust の所有権システムは、メモリの割り当てと割り当て解除のプロセスを管理することでメモリの安全性を確保します。

fn main() {
    {
        let c2 = String::from("Ownership model");
        let c3 = c2;
        println!("{}", c3);
    }
}

この例には、文字列 c2 があります。 c2 を c3 に代入すると、Rust は c2 を無効にします。 c2 を出力しようとすると、以下の画像に示すようにコンパイル時エラーが発生します。

2. Go のエラー処理

現代のほとんどのプログラミング言語とは異なり、Go のエラーは例外ではありません。これらは、エラー インターフェイスを実装する単なる値です。このアプローチにより、コードがより読みやすく保守しやすくなります。以下は Go で使用されるエラー インターフェイスです。

type error interface {
    Error() string
}

生態系とコミュニティ

Rust と Go を比較する場合、エコシステム、コミュニティの規模、企業のサポートを考慮することが重要です

1.コミュニティの規模と活動

Rust と Go にはどちらもアクティブで活気のあるコミュニティがあります。ただし、Go は Rust と比較して GitHub スターやアクティブ ユーザーの数が多いのが際立っています。以下は、GitHub ページと、両方の言語について寄せられたスタック オーバーフローの質問の数です。

錆び
以下は、96,000 個のスターを含む Rust Github ページと、[Rust] タグが付けられた 42,000 件を超える質問が含まれる Stack Overflow ページです。

Rust GitHub スター

Rust スタック オーバーフローに関する質問

行きます
以下は、122,000 個のスターを含む Go Github ページと、[go] タグが付けられた 73,000 を超える質問が含まれる Stack Overflow ページです。

GitHub スターに参加しましょう

Go スタック オーバーフローに関する質問

Stack Overflow による 2024 年の調査によると、開発者は 8 年以上連続で最も賞賛されるプログラミング言語として Rust に投票しました。

2.企業のサポートと採用

Rust は Mozilla によって支援されており、現在は Rust Foundation によって支援されています。 Dropbox、Cloudflare、Meta などのテクノロジー企業は、パフォーマンス重視のサービスに Rust を使用しています。

Go は Google で作成され、企業による多大なサポートと導入が行われています。 Google、Uber、Dropbox などの大手企業は、バックエンド サービスの多くで Go に依存しています。主要なコンテナ化テクノロジーである Docker は、主に Go で構築されました。

3.人気のフレームワークとライブラリ

錆び:

• Actix: 強力で高速な Web フレームワーク。
• Rocket: 使いやすさと安全性に重点を置いた Web フレームワーク。
• Serde: シリアル化と逆シリアル化に広く使用されているライブラリです。
• Tokio: Rust で非同期アプリケーションを作成するためのランタイム。

行きます:

• Gin: 使いやすい軽量の Web フレームワーク。
• Beego: オープンソースの高性能 Web フレームワーク。
• GORM: Go で最も人気のある ORM で、データベースの処理が簡単になります。
• Cobra: 強力な CLI アプリケーションを作成するためのライブラリ。

ここに、各言語の主な違いをまとめた表を示します。

Rustを使用する場合

Rust は、パフォーマンスやメモリが重要なシナリオ、または大量のデータが処理されるシナリオで特に優れています。 Rust は次のシナリオで使用できます:

• システム プログラミング: Rust はメモリの安全性に優れているため、オペレーティング システムなどのシステム レベルのプログラムの構築に使用できます。
• ハイパフォーマンス コンピューティング: Rust は、優れたパフォーマンスを必要とするアプリケーションに最適です。
• 大規模分散システム: Rust メモリの安全性と速度により、分散システムを構築する際の優れた選択肢となります。

Go をいつ使用するか

Go はさまざまなシナリオで使用できます。同時実行機能が組み込まれているため、複数のリクエストを処理するアプリケーションに最適です。全体として、パフォーマンスよりもコードの単純さと読みやすさを重視する場合は、Go が適しています。必要に応じて Go を使用してください:

• 同時操作: Go では、ゴルーチンを使用した同時操作が可能です。
• 高速開発: Go には標準ライブラリを備えた簡単な構文があり、迅速な開発が可能です。
• シンプルさと読みやすさ: Go の構文は理解しやすいため、大規模なチームに最適です。

結論

結局のところ、サーバーサイド アプリケーションの構築に関しては、Rust と Go はどちらも優れた選択肢です。ただし、正しい選択は、アプリケーションの要件と達成したい内容に基づいて決まります。

この記事では、Rust 言語と Go 言語の主な機能、ユースケース、違いについて説明し、プロジェクトの要件に応じて最適な言語を決定するための知識を身につけました。

リソース

さらに読むためのリソースをいくつか紹介します。

• Rust 所有権モデル

以上がRust vs Go?錆びるべきか、それとも去るべきかの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。