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。

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.

方面 铁锈 走 标题> 内存安全 在编译时强制执行，无需垃圾回收。 依赖垃圾收集器。 性能 与 C/C++ 相当。 比 Rust 稍低，但对于许多应用程序来说足够快。 并发模型 利用具有线程和异步任务的所有权模型。 内置支持 goroutine 和通道。 类型系统 具有很强的模式匹配和类型推断能力。 使用更简单的类型系统进行静态类型化。 编译时间 由于复杂的优化和安全检查，速度较慢。 编译速度更快。 易于使用 由于高级功能，学习曲线更陡。 更容易学习。 标准库 丰富但不太广泛，更多地关注性能关键和系统编程功能。 全面，尤其是在网络、I/O 和 Web 服务器支持方面强大。 社区和生态系统 快速增长，特别是在对安全和性能感兴趣的系统程序员中。 规模庞大且成熟，广泛应用于云基础设施、网络和 DevOps 工具。 错误处理 基于结果和选项类型。 使用错误接口，将错误视为值。 表>

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！