Rust 与 Go？我应该生锈还是应该走

介绍

Rust 和 Go 是在性能关键型应用程序中应用的语言。本文详细介绍了两种语言的主要功能和典型用例。

在过去十年中，Rust 和 Go 变得非常流行。内存安全 Rust 主要用于系统编程。 Go 因其简单性和内置并发性而受到青睐，这使其非常适合构建可扩展的 Web 应用程序和 API。有趣的是，最大的科技公司，例如 FAANG 和财富 100 强公司，在其应用程序的不同方面都使用 Rust 和 Go。

在本文中，您将找到“我应该生锈还是应该走？”这个问题的答案。您将了解 Rust 和 Go 在并发性和内存安全性等方面的比较。此外，您还将了解最适合每种语言的不同场景。

读完本文后，您将充分了解两种语言的关键功能和用例，从而在为您的项目选择正确的语言时做出明智的决定。

Rust 概述

Rust 是一种高度关注内存安全的高级编程语言，由前 Mozilla 员工 Graydon Hoare 在 2006 年作为个人项目创建。像 Rust 这样的内存安全语言已获得美国部门的推荐。

主要特点

• 内存安全： Rust 在编译时强制执行内存安全，而不使用垃圾回收。
• 性能与 C/C++ 相当：Rust 的速度与 C 和 C++ 一样快。
• 所有权系统： Rust 使用其所有权和借用系统支持并发操作。
• 强类型系统和模式匹配：Rust 的类型系统和模式匹配功能增强了代码安全性。

Go 概述

Go 是一种开源编程语言，由 Robert Griesemer、Rob Pike 和 Ken Thompson 于 2009 年在 Google 创建。它是静态类型的，语法与 C++ 类似。 Rob Pike 在接受采访时表示，Go 的诞生是因为当时 C++ 中并发操作的困难。

主要特点

• 简单性：Go 的学习曲线适中，这使得它更容易使用。
• 快速编译时间：Go 编译速度快，可以快速开发和迭代。
• 内置并发：Go 的内置 goroutine 和通道允许并发操作。
• 强大的标准库：Go 的标准库非常强大。

比较：Rust 与 Go

表现

在本节中，您将了解 Rust 和 Go 在速度和内存使用方面的比较。

1。基准比较

Benchmarks Game 比较了 Rust 和 Go 的运行时间和内存使用情况。对于所有测试的算法，我们发现最优化的 Rust 代码比最优化的 Go 代码具有更快的执行时间。

对于 regex-redux 和二叉树算法，Rust 远远优于 Go，如下图所示。与 Go 相比，Rust 代码使用更少的内存并且执行时间更短。

2。内存管理和效率

Rust 和 Go 都是内存安全语言，尽管它们以不同的方式实现这一点。 Rust 的设计有利于快速执行，而 Go 有利于快速编译。 Rust 的所有权和借用系统可以防止编译时内存泄漏的许多常见原因，而 Go 则依靠自动垃圾收集来在运行时释放未使用的内存。然而，这两种语言在某些情况下仍然会遇到内存泄漏。

并发和并行

在本节中，您将了解 Rust 和 Go 实现并发和并行性的独特方法。

1。 Rust 的方法

Rust 通过使用 async/await 范例以及使用线程和通道来支持并发。

• Rust 中的异步/等待范式

Rust 的异步/等待范例允许您编写更易于阅读和维护的异步代码。基于 Rust 的 Future 特性（例如 Tokio 或 async-std）构建的运行时通常与 async/await 范例一起使用。这是使用 async/await 的示例：

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.");
}

在上面的代码中，execute_task 函数模拟了一个需要一些时间才能完成的任务。 Rust Tokio 运行时在不阻塞线程的情况下管理主函数的执行，从而允许其他异步任务同时进行。然后，主函数等待任务完成，然后再打印完成消息。

这是输出：

• 使用线程和通道

Rust 的标准库提供了对线程和通道消息传递并发性的支持。这是一个例子：

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);
    }
}

在上面的代码中，使用 thread::spawn() 创建了一个与主线程并发运行的新线程。该线程通过使用 mpsc::channel() 创建的通道发送一系列消息。当消息从生成的线程发送时，它们被主线程接收并打印。

这是输出：

2。 Go 的方法

Go 通过使用 Goroutines 和 Channel 来实现并发。 Goroutines 是由 Go 运行时管理的轻量级线程，它允许函数并发运行。常规函数可以通过在其前面添加 go 关键字来制成 Goroutine。

• 与 Goroutines 的并发

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")
}

在上面的代码中，定义了两个 goroutine。第一个 goroutine 打印从 1 到 5 的数字，而第二个 goroutine 打印从 A 到 E 的字符。 main 函数启动这些 goroutine，然后等待 6 秒，以便 goroutine 在打印“Finished”之前有足够的时间运行。

这是输出

Goroutines 可以使用通道相互通信。这是一个例子：

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)
    }
}

在上面的代码中，transmitMessages 函数作为单独的 goroutine 运行，通过通道发送一系列消息。然后，主函数接收这些消息并打印它们。

这是输出：

学习曲线和发展速度

在这里，您将了解两种语言的学习曲线和开发速度。

与 Go 相比，Rust 的学习曲线要​​陡峭得多，Go 因其简单易懂的语法而受到全球开发者的好评。另一方面，Rust 需要更多的时间来理解，因为开发人员经常难以理解重要的概念，例如内存安全规则、类型转换和类型检查。

开发速度也是如此，因为 Go 更容易理解，开发人员可以更快地开始使用它，而 Rust 则因为陡峭的学习曲线而需要一些时间。

安全可靠

在本节中，您将了解两种语言为确保安全性和可靠性而设置的不同措施。

1。 Rust 的所有权系统

在 Rust 中，当将值分配给变量或移动到函数时，所有权就会转移，导致原始变量无法访问。这是为了防止双重释放错误和数据竞争。 Rust 的所有权系统通过管理内存分配和释放过程来确保内存安全。

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

在此示例中，我们有一个字符串 c2。当我们将 c2 分配给 c3 时，Rust 会使 c2 无效。如果您尝试打印 c2，您将收到编译时错误，如下图所示。

2。 Go 的错误处理

与大多数现代编程语言不同，Go 中的错误也不例外。它们只是实现错误接口的值。这种方法可以使代码更具可读性和可维护性。下面是 Go 使用的错误接口。

type error interface {
    Error() string
}

生态系统和社区

比较 Rust 和 Go 时，重要的是要考虑它们的生态系统、社区规模和企业支持

1。社区规模和活动

Rust 和 Go 都有活跃且充满活力的社区。尽管与 Rust 相比，Go 拥有更多的 GitHub 明星和活跃用户。以下是 GitHub 页面以及两种语言提出的 Stack Overflow 问题数量。

铁锈
下面是 Rust Github 页面，有 96k 颗星，Stack Overflow 页面有超过 42000 个问题标记为 [rust]。

Rust GitHub Stars

Rust 堆栈溢出问题

走
下面是 Go Github 页面，有 122k 颗星，Stack Overflow 页面有超过 73000 个问题标记为 [go]。

前往 GitHub Stars

Go 堆栈溢出问题

根据 Stack Overflow 2024 年的一项调查，开发者连续 8 年多将 Rust 评选为最受推崇的编程语言。

2。企业支持和采用

Rust 得到了 Mozilla 的支持，现在得到了 Rust 基金会的支持。 Dropbox、Cloudflare 和 Meta 等科技公司正在使用 Rust 来提供性能密集型服务。

Go 是由 Google 创建的，并且拥有大量的企业支持和采用。 Google、Uber 和 Dropbox 等大公司的许多后端服务都依赖 Go。 Docker 是一项领先的容器化技术，主要是用 Go 构建的。

3。流行的框架和库

铁锈：

• Actix： 一个强大、快速的 Web 框架。
• Rocket： 一个专注于易用性和安全性的 Web 框架。
• Serde： 广泛使用的序列化和反序列化库。
• Tokio： 使用 Rust 编写异步应用程序的运行时。

去：

• Gin： 一个易于使用的轻量级 Web 框架。
• Beego： 一个开源、高性能的 Web 框架。
• GORM： Go 最流行的 ORM，可以轻松处理数据库。
• Cobra： 用于创建功能强大的 CLI 应用程序的库。

下表总结了每种语言之间的主要差异。

何时使用 Rust

Rust 在性能和内存关键场景或正在处理大量数据的场景中尤其出色。您可以在以下场景中使用 Rust：

• 系统编程： Rust 由于其内存安全性，可以用来构建系统级程序，例如操作系统。
• 高性能计算： Rust 非常适合需要卓越性能的应用程序。
• 大规模分布式系统： Rust 内存安全性和速度使其成为构建分布式系统时的绝佳选择。

何时使用 Go

Go 可以用于多种场景。它内置的并发性使其成为处理多个请求的应用程序的绝佳选择。总的来说，如果您重视代码的简单性和可读性而不是性能，那么 Go 是一个不错的选择。如果您需要，您应该使用 Go：

• 并发操作： Go 允许使用其 goroutine 进行并发操作。
• 快速开发：Go 具有简单的语法和标准库，可以实现快速开发。
• 简单性和可读性：Go 易于理解的语法使其成为大型团队的理想选择。

结论

归根结底，在构建服务器端应用程序时，Rust 和 Go 都是不错的选择。然而，正确的选择将取决于您的应用程序的要求以及您想要实现的目标。

本文介绍了 Rust 和 Go 语言的主要功能、用例以及差异，让您具备根据项目需求决定最佳语言的知识。

资源

这里有一些供进一步阅读的资源。

• Rust 所有权模型

以上是Rust 与 Go？我应该生锈还是应该走的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！