[Karat Self-Study] . Pengenalan

1.0.1 Prakata

Projek ini (kedua-dua kod dan nota) telah didokumenkan semasa perjalanan pembelajaran kendiri saya dengan Rust. Ia mungkin mengandungi ketidaktepatan atau ungkapan yang tidak jelas, jadi saya meminta pemahaman anda. Jika anda mendapat manfaat daripadanya, semuanya lebih baik.

1.0.2 Mengapa Menggunakan Karat

• Karat boleh dipercayai dan cekap.

• Karat boleh menggantikan C dan C dengan prestasi yang serupa tetapi keselamatan yang lebih tinggi, dan ia tidak memerlukan penyusunan semula yang kerap untuk menyemak ralat seperti C dan C . Kelebihan utama termasuk:

  • Keselamatan memori (menghalang penyahrujukan penuding nol, penunjuk berjuntai dan perlumbaan data).
  • Keselamatan benang (memastikan kod berbilang benang selamat sebelum pelaksanaan).
  • Mengelakkan tingkah laku yang tidak ditentukan (cth., tatasusunan di luar sempadan, pembolehubah tidak dimulakan atau mengakses memori yang dibebaskan).

• Rust menyediakan ciri bahasa moden (cth., generik, sifat, padanan corak).

• Rust menawarkan rantai alat moden. Rust's Cargo berkongsi prinsip yang sama dengan pip Python. Tidak seperti konfigurasi pergantungan C/C yang menyusahkan, Cargo menyediakan pengalaman pengurusan pergantungan mesra pengguna yang serupa dengan Python, sambil mengekalkan prestasi peringkat C/C.

1.0.3 Senario Berkenaan

• Apabila prestasi diperlukan: Karat boleh mengawal memori setepat C (menggunakan tidak selamat) sambil turut menyediakan kemudahan moden (cth., sistem pemilikan dan padanan corak). Python, sebaliknya, mengutamakan kecekapan pembangun tetapi mengorbankan prestasi.

• Apabila keselamatan memori adalah kritikal: Pemeriksaan statik Rust pada masa penyusunan memastikan keselamatan memori yang kukuh, menjadikannya sangat sesuai untuk senario yang memerlukan pencegahan ralat, seperti sistem pengendalian, sistem terbenam dan pelayan rangkaian .

• Apabila penggunaan pemproses berbilang teras yang cekap diperlukan: Karat secara asli menyokong pengaturcaraan serentak dan berbilang teras yang cekap tanpa mengorbankan keselamatan, menjadikannya sangat berfaedah dalam senario yang memerlukan pemprosesan tinggi dan tugas serentak ( cth., pelayan web, sistem teragih, pengkomputeran masa nyata).

Rust cemerlang dalam domain berikut:

• Perkhidmatan web
• WebAssembly (Rust dan C/C mengatasi C# dan Java dengan ketara dari segi prestasi)
• Alat baris perintah
• Pengaturcaraan rangkaian
• Peranti terbenam
• Pengaturcaraan sistem

1.0.4 Perbandingan dengan Bahasa Lain

Category	Language	Features
Machine Code	Binary	Closest to hardware, executed directly by CPU.
Assembly	Assembly	Uses mnemonics to replace machine code, e.g., MOV AX, BX.
Low-level	C, C	Close to hardware, provides limited abstraction.
Mid-level	Rust, Go	Performance similar to low-level languages with higher abstraction.
High-level	Python, Java	Higher-level abstraction, easier to read and use.

Bahasa peringkat tinggi dan peringkat rendah tidak ditentang sepenuhnya tetapi wujud pada spektrum berterusan:

• Bahasa peringkat rendah menawarkan kawalan yang lebih besar ke atas perkakasan tetapi memerlukan pengekodan yang lebih kompleks dan kecekapan pembangunan yang lebih rendah.

• Bahasa peringkat tinggi menawarkan abstraksi dan automasi yang lebih besar tetapi mungkin memperkenalkan overhed masa jalan dan kehilangan kawalan perkakasan yang terperinci.

Kelebihan karat:

• Prestasi tinggi
• Jaminan keselamatan yang kukuh
• Sokongan yang sangat baik untuk konkurensi

Kedudukan Rust sebagai bahasa peringkat pertengahan menawarkan faedah berikut:

• C/C : Prestasi cemerlang tetapi kurang keselamatan; Karat memastikan keselamatan dengan prestasi yang setanding.

• Java/C#: Memastikan keselamatan memori (menggunakan pengumpulan sampah) dan menawarkan banyak ciri, tetapi prestasinya lebih lemah; Karat mencapai tahap keselamatan yang serupa dengan prestasi unggul.

1.0.5 Sejarah Karat

Karat berasal sebagai projek penyelidikan oleh Mozilla, dengan pelayar Firefox menjadi contoh aplikasi yang ketara.

Mozilla membangunkan enjin penyemak imbas percubaan Servo menggunakan Rust (dimulakan pada 2012, pratonton pertama dikeluarkan pada 2016). Seni bina Servo adalah selari sepenuhnya. Malangnya, pada Ogos 2020, Mozilla memberhentikan kebanyakan pasukan pembangunan Servo. Mulai 17 November 2020, Servo telah dipindahkan ke Yayasan Linux. Sebahagian daripada fungsi Servo telah pun disepadukan ke dalam Firefox.

Versi Kuantum Firefox menggabungkan enjin pemaparan CSS Servo. Rust telah membawa peningkatan prestasi yang ketara kepada Firefox.

1.0.6 Pengguna Karat dan Kajian Kes

• Google: Sistem pengendalian Fuschia, di mana Rust membentuk 30% pangkalan kod.

• Amazon: Sistem pengendalian berasaskan Linux yang direka untuk menjalankan bekas terus pada logam kosong atau mesin maya.

• System76: Membangunkan sistem pengendalian selamat generasi seterusnya Redox sepenuhnya dalam Rust.

• Stanford dan University of Michigan: Sistem pengendalian masa nyata terbenam yang digunakan dalam produk kriptografi Google.

• Microsoft: Tulis semula komponen peringkat rendah tertentu dalam Windows menggunakan Rust.

• Microsoft: Projek WinRT/Rust.

Atas ialah kandungan terperinci [Karat Self-Study] . Pengenalan. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!