Rust vs. Go? Soll ich rosten oder soll ich gehen?

Einführung

Rust und Go sind Sprachen mit Anwendungen in leistungskritischen Anwendungen. In diesem Artikel werden die Hauptfunktionen und typischen Anwendungsfälle für beide Sprachen erläutert.

Rust and Go ist im letzten Jahrzehnt sehr beliebt geworden. Speichersicheres Rust wird hauptsächlich in der Systemprogrammierung verwendet. Go wird aufgrund seiner Einfachheit und integrierten Parallelität bevorzugt, wodurch es sich perfekt für die Erstellung skalierbarer Webanwendungen und APIs eignet. Interessanterweise nutzen die größten Technologieunternehmen wie FAANG und Fortune-100-Unternehmen sowohl Rust als auch Go für verschiedene Aspekte ihrer Anwendungen.

In diesem Artikel erfahren Sie die Antwort auf die Frage „Soll ich rosten oder soll ich gehen?“. Sie erfahren, wie sich Rust und Go unter anderem in Bezug auf Parallelität und Speichersicherheit vergleichen. Außerdem lernen Sie die verschiedenen Szenarien kennen, die für jede Sprache am besten geeignet sind.

Am Ende dieses Artikels sind Sie gut über die wichtigsten Funktionen und Anwendungsfälle beider Sprachen informiert und können so eine fundierte Entscheidung bei der Auswahl der richtigen Sprache für Ihr Projekt treffen.

Übersicht über Rust

Rust ist eine High-Level-Programmiersprache mit einem starken Fokus auf Speichersicherheit, die 2006 von Graydon Hoare, einem ehemaligen Mozilla-Mitarbeiter, als persönliches Projekt entwickelt wurde. Speichersichere Sprachen wie Rust wurden vom US-Ministerium empfohlen.

Hauptmerkmale

• Speichersicherheit: Rust erzwingt die Speichersicherheit zur Kompilierzeit, ohne Garbage Collection zu verwenden.
• Leistung vergleichbar mit C/C++: Rust ist so schnell wie C und C++.
• Eigentumssystem: Rust unterstützt gleichzeitige Vorgänge mithilfe seines Eigentums- und Ausleihsystems.
• Starkes Typsystem und Mustervergleich: Das Typsystem und die Mustervergleichsfunktionen von Rust erhöhen die Codesicherheit.

Überblick über Go

Go ist eine Open-Source-Programmiersprache, die 2009 von Robert Griesemer, Rob Pike und Ken Thompson bei Google entwickelt wurde. Sie ist statisch typisiert und ähnelt in der Syntax C++. In einem Interview sagte Rob Pike, dass Go aufgrund der damaligen Schwierigkeiten mit Parallelitätsoperationen in C++ entwickelt wurde.

Hauptmerkmale

• Einfachheit: Go hat eine moderate Lernkurve, die die Arbeit damit erleichtert.
• Schnelle Kompilierungszeiten: Go kompiliert schnell und ermöglicht so eine schnelle Entwicklung und Iteration.
• Eingebaute Parallelität: Die integrierten Goroutinen und Kanäle von Go ermöglichen Parallelitätsoperationen.
• Starke Standardbibliothek: Die Standardbibliothek von Go ist sehr robust.

Vergleich: Rust vs. Go

Leistung

In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie sich Rust und Go in Bezug auf Geschwindigkeit und Speichernutzung vergleichen.

1. Benchmark-Vergleiche

Benchmarks Game verglich die Laufzeit und Speichernutzung von Rust und Go. Bei allen getesteten Algorithmen wurde festgestellt, dass der am besten optimierte Rust-Code eine schnellere Ausführungszeit hat als der am besten optimierte Go-Code.

Bei den Regex-Redux- und Binärbaum-Algorithmen übertrifft Rust Go bei weitem, wie in den Bildern unten gezeigt. Rust-Code benötigt weniger Speicher und wird im Vergleich zu Go in kürzerer Zeit ausgeführt.

2. Speicherverwaltung und Effizienz

Sowohl Rust als auch Go sind speichersichere Sprachen, obwohl sie dies auf unterschiedliche Weise erreichen. Rust bevorzugt von Natur aus eine schnelle Ausführung, während Go eine schnelle Kompilierung bevorzugt. Das Ownership- und Borrowing-System von Rust verhindert viele häufige Ursachen für Speicherlecks zur Kompilierungszeit, während Go auf die automatische Garbage Collection setzt, um ungenutzten Speicher zur Laufzeit freizugeben. Bei beiden Sprachen kann es jedoch unter bestimmten Umständen immer noch zu Speicherverlusten kommen.

Parallelität und Parallelität

In diesem Abschnitt erfahren Sie mehr über die einzigartigen Ansätze von Rust und Go für Parallelität und Parallelität.

1. Rusts Ansatz

Rust unterstützt Parallelität durch die Verwendung des Async/Await-Paradigmas und die Verwendung von Threads und Kanälen.

• Async/Await-Paradigma in Rust

Mit dem Async/Await-Paradigma von Rust können Sie asynchronen Code schreiben, der einfacher zu lesen und zu warten ist. Laufzeiten, die auf Rusts Future-Merkmal basieren, wie Tokio oder async-std, werden häufig mit dem Async/Await-Paradigma verwendet. Hier ist ein Beispiel für die Verwendung von async/await:

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.");
}

Im obigen Code simuliert die Funktionexecute_task eine Aufgabe, deren Ausführung einige Zeit in Anspruch nimmt. Die Rust Tokio-Laufzeit verwaltet die Ausführung der Hauptfunktion, ohne den Thread zu blockieren, sodass andere asynchrone Aufgaben gleichzeitig ausgeführt werden können. Die Hauptfunktion wartet dann auf den Abschluss der Aufgabe, bevor sie eine Abschlussmeldung ausgibt.

Hier ist die Ausgabe:

• Threads und Kanäle verwenden

Rusts Standardbibliothek bietet Unterstützung für Threads und Nachrichtenübermittlungs-Parallelität mit Kanälen. Hier ist ein Beispiel:

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);
    }
}

Im obigen Code wird mit thread::spawn() ein neuer Thread erstellt, der gleichzeitig mit dem Hauptthread ausgeführt wird. Dieser Thread sendet eine Reihe von Nachrichten über einen Kanal, der mit mpsc::channel() erstellt wurde. Wenn Nachrichten vom erzeugten Thread gesendet werden, werden sie vom Hauptthread empfangen und gedruckt.

Hier ist die Ausgabe:

2. Go's Approach

Go erreicht Parallelität durch die Verwendung von Goroutinen und Kanälen. Goroutinen sind leichtgewichtige Threads, die von der Go-Laufzeit verwaltet werden und die gleichzeitige Ausführung von Funktionen ermöglichen. Eine reguläre Funktion kann in eine Goroutine umgewandelt werden, indem das Schlüsselwort go davor eingefügt wird.

• Parallelität mit Goroutinen

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")
}

In diesem Code oben sind zwei Goroutinen definiert. Die erste Goroutine druckt Ziffern von 1 bis 5, während die zweite die Zeichen von A bis E druckt. Die Hauptfunktion startet diese Goroutinen und wartet dann 6 Sekunden, damit die Goroutinen genügend Zeit zum Ausführen haben, bevor „Fertig“ ausgegeben wird.

Hier ist die Ausgabe

Goroutinen können über Kanäle miteinander kommunizieren. Hier ist ein Beispiel:

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)
    }
}

Im obigen Code sendet die Funktion „transmitMessages“, die als separate Goroutine ausgeführt wird, eine Reihe von Nachrichten über einen Kanal. Anschließend empfängt die Hauptfunktion diese Nachrichten und gibt sie aus.

Hier ist die Ausgabe:

Lernkurve und Entwicklungsgeschwindigkeit

Hier erfahren Sie mehr über die Lernkurve beider Sprachen und die Entwicklungsgeschwindigkeit.

Rust hat eine viel steilere Lernkurve im Vergleich zu Go, das von Entwicklern weltweit für seine Einfachheit und leicht verständliche Syntax gelobt wird. Rust hingegen braucht viel mehr Zeit, um es zu verstehen, da Entwickler oft mit wichtigen Konzepten wie den Speichersicherheitsregeln, Typkonvertierungen und Typprüfungen zu kämpfen haben.

Das Gleiche gilt für die Entwicklungsgeschwindigkeit, da Go einfacher zu verstehen ist und Entwickler schneller mit der Arbeit beginnen können als mit Rust, was aufgrund der steilen Lernkurve etwas Zeit in Anspruch nehmen kann.

Sicherheit und Zuverlässigkeit

In diesem Abschnitt erfahren Sie mehr über die verschiedenen Maßnahmen, die beide Sprachen festlegen, um Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

1. Rusts Eigentumssystem

Wenn in Rust einer Variablen ein Wert zugewiesen oder in eine Funktion verschoben wird, wird der Besitz übertragen, was dazu führt, dass auf die ursprüngliche Variable nicht mehr zugegriffen werden kann. Dadurch sollen Double-Free-Fehler und Datenwettläufe verhindert werden. Das Eigentumssystem von Rust gewährleistet die Speichersicherheit, indem es den Prozess der Speicherzuweisung und -freigabe verwaltet.

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

In diesem Beispiel haben wir eine Zeichenfolge c2. Wenn wir c2 c3 zuweisen, macht Rust c2 ungültig. Wenn Sie versuchen, c2 zu drucken, wird beim Kompilieren ein Fehler angezeigt, wie im Bild unten gezeigt.

2. Gos Fehlerbehandlung

Anders als in den meisten modernen Programmiersprachen sind Fehler in Go keine Ausnahmen. Es handelt sich einfach um Werte, die die Fehlerschnittstelle implementieren. Dieser Ansatz ermöglicht einen besser lesbaren und wartbareren Code. Unten ist die von Go verwendete Fehlerschnittstelle.

type error interface {
    Error() string
}

Ökosystem und Gemeinschaft

Beim Vergleich von Rust und Go ist es wichtig, deren Ökosysteme, Community-Größen und Unternehmensunterstützung zu berücksichtigen

1. Größe und Aktivität der Gemeinschaft

Sowohl Rust als auch Go haben aktive und lebendige Communities. Obwohl Go im Vergleich zu Rust durch mehr GitHub-Stars und aktive Benutzer hervorsticht. Unten finden Sie die GitHub-Seite und die Anzahl der für beide Sprachen gestellten Stack Overflow-Fragen.

Rost
Unten finden Sie die Rust Github-Seite mit 96.000 Sternen und die Stack Overflow-Seite mit über 42.000 Fragen mit dem Tag [rust].

Rust GitHub Stars

Fragen zum Rust Stack Overflow

Los
Unten finden Sie die Go Github-Seite mit 122.000 Sternen und die Stack Overflow-Seite mit über 73.000 Fragen mit dem Tag [go].

Go GitHub Stars

Go Stack Overflow-Fragen

Laut einer Umfrage von Stack Overflow aus dem Jahr 2024 wählten Entwickler Rust mehr als acht Jahre in Folge zur am meisten bewunderten Programmiersprache.

2. Unternehmensunterstützung und Akzeptanz

Rust wird von Mozilla und jetzt von der Rust Foundation unterstützt. Technologieunternehmen wie Dropbox, Cloudflare und Meta nutzen Rust für leistungsintensive Dienste.

Go wurde bei Google entwickelt und erfreut sich großer Unternehmensunterstützung und Akzeptanz. Große Unternehmen wie Google, Uber und Dropbox verlassen sich bei vielen ihrer Backend-Dienste auf Go. Docker, eine führende Containerisierungstechnologie, wurde hauptsächlich in Go entwickelt.

3. Beliebte Frameworks und Bibliotheken

Rost:

• Actix:Ein leistungsstarkes, schnelles Web-Framework.
• Rocket: Ein Web-Framework, das auf Benutzerfreundlichkeit und Sicherheit ausgerichtet ist.
• Serde: Eine weit verbreitete Bibliothek zur Serialisierung und Deserialisierung.
• Tokio: Eine Laufzeit zum Schreiben asynchroner Anwendungen mit Rust.

Los:

• Gin: Ein leichtes Web-Framework, das einfach zu verwenden ist.
• Beego: Ein Open-Source-Webframework mit hoher Leistung.
• GORM: Das beliebteste ORM für Go, das die Handhabung von Datenbanken erleichtert.
• Cobra: Eine Bibliothek zum Erstellen leistungsstarker CLI-Anwendungen.

Hier ist eine Tabelle, die die wichtigsten Unterschiede zwischen den einzelnen Sprachen zusammenfasst.

Aspect	Rust	Go
Memory Safety	Enforced at compile time without the need for garbage collection.	Relies on a garbage collector.
Performance	Comparable to C/C++.	Slightly lower than Rust but fast enough for many applications.
Concurrency Model	Utilizes an ownership model with threads and async tasks.	Built-in support with goroutines and channels.
Type System	Strong with pattern matching and type inference.	Statically typed with a simpler type system.
Compilation Times	Slower due to complex optimizations and safety checks.	Faster compilation.
Ease of Use	Steeper learning curve due to advanced features.	Easier to learn.
Standard Library	Rich but less extensive, focusing more on performance-critical and systems programming features.	Comprehensive, especially strong in networking, I/O, and web server support.
Community and Ecosystem	Rapidly growing, especially among systems programmers interested in safety and performance.	Large and mature, widely used in cloud infrastructure, networking, and DevOps tools.
Error Handling	Based on Result and Option types.	Uses the error interface, treating errors as values.

Aspekt Rost Los Speichersicherheit Wird zur Kompilierzeit erzwungen, ohne dass eine Speicherbereinigung erforderlich ist. Beruht auf einem Garbage Collector. Leistung Vergleichbar mit C/C++. Etwas niedriger als Rust, aber schnell genug für viele Anwendungen. Parallelitätsmodell Verwendet ein Eigentumsmodell mit Threads und asynchronen Aufgaben. Eingebaute Unterstützung mit Goroutinen und Kanälen. Typensystem Stark mit Mustervergleich und Typinferenz. Statisch mit einem einfacheren Typsystem typisiert. Kompilierungszeiten Langsamer aufgrund komplexer Optimierungen und Sicherheitsprüfungen. Schnellere Kompilierung. Benutzerfreundlichkeit Steilere Lernkurve aufgrund erweiterter Funktionen. Einfacher zu erlernen. Standardbibliothek Reichhaltig, aber weniger umfangreich, konzentriert sich mehr auf leistungskritische und Systemprogrammierungsfunktionen. Umfassend, besonders stark in den Bereichen Netzwerk-, I/O- und Webserver-Unterstützung. Gemeinschaft und Ökosystem Rasantes Wachstum, insbesondere bei Systemprogrammierern, die an Sicherheit und Leistung interessiert sind. Groß und ausgereift, weit verbreitet in Cloud-Infrastrukturen, Netzwerken und DevOps-Tools. Fehlerbehandlung Basierend auf Ergebnis- und Optionstypen. Verwendet die Fehlerschnittstelle und behandelt Fehler als Werte.

Wann man Rust verwenden sollte

Rust zeichnet sich besonders durch leistungs- und speicherkritische Szenarien oder Szenarien aus, in denen große Datenmengen verarbeitet werden. Sie können Rust in den folgenden Szenarien verwenden:

• Systemprogrammierung: Rust kann aufgrund seiner Speichersicherheit zum Erstellen von Programmen auf Systemebene wie Betriebssystemen verwendet werden.
• Hochleistungsrechnen: Rust ist ideal für Anwendungen, die außergewöhnliche Leistung erfordern.
• Groß angelegtes verteiltes System:Die Sicherheit und Geschwindigkeit des Rust-Speichers machen es zu einer ausgezeichneten Wahl beim Aufbau verteilter Systeme.

Wann sollte man Go verwenden?

Go kann in einer Vielzahl von Szenarien eingesetzt werden. Aufgrund seiner integrierten Parallelität eignet es sich hervorragend für Anwendungen, die mehrere Anforderungen verarbeiten. Insgesamt ist Go eine gute Lösung, wenn Ihnen die Einfachheit und Lesbarkeit des Codes wichtiger ist als die Leistung. Sie sollten Go verwenden, wenn Sie Folgendes benötigen:

• Gleichzeitige Operationen: Go ermöglicht gleichzeitige Operationen mithilfe seiner Goroutinen.
• Schnelle Entwicklung: Go verfügt über eine unkomplizierte Syntax mit einer Standardbibliothek, die eine schnelle Entwicklung ermöglicht.
• Einfachheit und Lesbarkeit: Die leicht verständliche Syntax von Go macht es ideal für große Teams.

Abschluss

Letztendlich sind sowohl Rust als auch Go eine gute Wahl, wenn es um die Erstellung serverseitiger Anwendungen geht. Die richtige Wahl hängt jedoch von den Anforderungen Ihrer Anwendung und dem ab, was Sie erreichen möchten.

Dieser Artikel behandelt die wichtigsten Funktionen, Anwendungsfälle und Unterschiede zwischen den Sprachen Rust und Go und vermittelt Ihnen das Wissen, um sich für die beste Sprache entsprechend Ihren Projektanforderungen zu entscheiden.

Ressourcen

Hier finden Sie einige Ressourcen zur weiteren Lektüre.

• Rust Ownersip-Modell

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