五分钟速览微软与以太坊青睐的 Rust 语言：精密性、性能与内存安全

在区块链领域，支持 Rust 语言开发的项目有以太坊虚拟机 eWASM、以太坊 2.0 客户端 Lighthouse、Zcash 客户端 Zebra 内测版，以及不久前刚宣布资助 Rust 语言开发节点的 Tezos 等，那么 Rust 语言有何特性与优势？

原文标题：《微软解释为什么 Rust 是系统编程的最佳选择》 作者：xplanet 来源：开源中国

上周，MSRC （微软安全响应中心）透露出拥抱 Rust 的打算，随后他们将这个话题扩展为一个系列，进一步阐述了使用安全的系统编程语言的的必要性，以及选择 Rust 的原因。

在该系列最新一篇文章中，MSRC 团队首席云开发倡导者 Ryan Levick 解释了为什么他们认为 Rust 编程语言目前是业界采用的最佳选择，不仅仅是因为它能够以内存安全的方式编写系统级程序。

首先，已经有很多出色的内存安全语言在微软内外广泛使用，包括 .NET 语言（像是 C# 或 F#）和其他语言（例如 Swift、Go 和 Python）。我们鼓励目前使用 C 或 C++ 的人将其中任意一种语言纳入考虑。不过现在谈论的是对安全的系统编程语言的需求，此类工作负载需要 C、C++ 和 Rust 能够提供的速度和可预测的性能。通过垃圾回收实现内存安全的语言不是系统编程的理想选择，因为它们的运行时间会导致不可预测的性能和不必要的成本。

性能和控制

Levick 指出，最好先考虑一下无法从 C 和 C++ 放弃的东西——性能和控制，就能更清楚地明白 Rust 为什么是一个好的选择。像 C 和 C++ 一样，Rust 有一个最小的可选「运行时（runtime）」。Rust 的标准库同样依赖于 libc，但标准库也是可选的，因此在没有操作系统的平台上运行也是可能的。

仍然像 C 和 C++ 一样，Rust 为程序员在何时分配内存以及分配内存的多少上提供了精细的控制，使程序员能够非常清楚地知道程序每次运行时的确切执行方式。在原始速度、控制和可预测性方面，这对于性能来说意味着什么？那就是，「Rust、C 和 C++ 可以用类似的术语来思考」。

安全

Rust 与 C 和 C++ 的区别在于其强大的安全保障，某种程度上来说 Rust 完全是内存安全（memory safe）的。正如之前那篇文章提到的，微软大约 70% 的安全问题是内存安全问题。如果这些软件用 Rust 编写，那么这 70% 的安全问题很可能就不存在。

在系统编程中，有时程序员必须执行无法静态验证为安全的操作。Rust 为程序员提供了将这些操作封装在安全抽象中的工具，这意味着曾经降级为代码注释或约定的东西可以由 Rust 编译器静态强制执行。

不仅仅是性能与安全

Rust 最初引起 MSRC 的兴趣正是由于上述性能与安全方面的特性。但它的的魅力不止于此，已经有其他微软团队开始采用 Rust，主要出于以下原因：

根据微软内部调查，采用它的最主要原因是「精密性」（correctness）——「if it compiles, then it works」。Rust 静态地强制执行程序的许多属性，已经远超内存安全性，还包括空指针安全性和数据争用安全性（即没有来自两个或多个线程的一块内存的不同步访问）。Rust 的丰富类型系统使编写富有表现力的程序成为可能。 具有相关数据的枚举和强大的 trait 系统等概念进一步强化了 Rust 的目标，即尽可能使程序无错误。Rust 现有的社区对该语言有很大益处。虽然 Rust 仍然是一种年轻语言，但它拥有一个健康的生态系统，既能够促进开源社区发展强大，又能够支持生产用户。

Levick 表示有足够的理由相信 Rust 会有一个光明的未来，「虽然现在大规模采用 Rust 还为时过早，但早期采用 Rust 通常是非常积极且正面的」。他们相信 Rust 在编写安全的系统软件时会改变游戏规则。Rust 提供编写底层系统所需的性能和控制，同时使软件开发人员能够编写更健壮、安全的程序。

不过，MSRC 在研究 Rust 时发现了一些问题，其中包括如何规范 Rust 的「不安全」（unsafe）超集的使用，缺乏与 C++ 的一流互操作性，以及与现有 Microsoft 工具的互操作性。

这确实对微软采用 Rust 提出了挑战，但 MSRC 还是满怀期待：「我们对这些可能性感到兴奋。 虽然还有许多关于 Rust 如何适应整个 Microsoft 工程的问题需要弄清楚，但我们鼓励其他人一同加入，认真考虑这门语言，以满足他们的系统编程需求。」