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rust 游戲開發(fā)(程序員上手 Rust 2 年后感悟：它的確強大，但想要取代 C 還遠著呢)

發(fā)布時間：2023-11-27 02:31:11 瀏覽量：119次

?程序員上手 Rust 2 年后感悟：它的確強大，但想要取代 C 還遠著呢

rust 游戲開發(fā)(程序員上手 Rust 2 年后感悟：它的確強大，但想要取代 C 還遠著呢)

作者 | Nabil Elqatib

譯者 | 平川

策劃 | 劉燕

本文最初發(fā)布于 Nabil Elqatib 的個人博客。


接觸 Rust 開發(fā)快兩年了。我覺得，回顧下自己在這個過程中的一些感想和汲取的經(jīng)驗教訓，應該會很有趣。


下圖是我第一次向一個 Rust 存儲庫提交代碼。雖然時間是 2021 年 1 月，但彼時我接觸 Rust 已經(jīng)有幾個周了。


在 2020 年 12 月找到一份新工作之前，我早就聽說過 Rust。以我嵌入式開發(fā)的視角看，我認為 Rust 是一種現(xiàn)代而強大的語言，最終可能成為 C/C++的合法繼承者。我隱隱有一種擔優(yōu)，我可能會錯過一個新時代的開始。


劇透：事實證明，Rust 并沒有取代 C/C++，不過它正在穩(wěn)步增長。它越來越受開發(fā)人員歡迎，甚至谷歌也對它懷有濃厚的興趣。

首先需要聲明一下：我沒有正式學習過 Rust。相反，我只是通過開發(fā)、閱讀代碼和來回翻閱文檔來學習?；叵肫饋?，我認為這并不是一個好的做法。我堅信，在實際使用這門語言進行開發(fā)之前，必須花一些時間，利用官方提供的學習資料來快速地理解這門語言、它的哲學和生態(tài)系統(tǒng)。

我記得，Rust 是作為一種強類型語言向人“推銷”的，它承諾提供強大的工具，通過在編譯期間跟蹤對象生命周期和所有引用變量的作用域，來防止內(nèi)存安全 Bug（見下一小節(jié)）。Borrow-checker 出場！


在使用靜態(tài)類型和Rc以及其他微妙的語言構(gòu)件處理多個 crate 時，這個看起來非常簡單的想法（Rust 文檔中關于這部分的內(nèi)容非常全面）變成了一場噩夢。當時，我很難理解這個新概念，最容易鉆的空子是不斷地克隆變量，這樣做不好（特別是在處理大型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時），而且還有一個副作用，就是使我花了更多的時間才最終掌握它。


幸運的是，編譯器提供了非常有用的提示和文檔鏈接，我必須說，它們非常有用。

這是一個非常普遍的誤解，是我最近與一位非 Rust 工程師同事聊天時了解到的。在他看來，Rust 程序因為運行時內(nèi)存越界故障而恐慌（panic）是不可想象的。遺憾的是，Cargo 編譯器并不是一種包治百病的靈丹妙藥，顯然，欺騙它成功編譯只會在運行時失敗的程序很容易。下面這個例子使用了一種非常常見的 Rust 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：


let mut v = vec![];
v.push(0);
v.clear();
let _ = v[0]; // panics


或者更棘手：

let mut v = Vec::new();

#[cfg(target_os = "windows")]
v.push("a");

let _ = v[0]; // panics


在編譯時檢測越界訪問需要對代碼進行更深入的分析，這可以顯著降低編譯速度（在我看來，編譯時間已經(jīng)太長了）。

這一節(jié)和我最近觀察到的一個行為有關。我們的團隊發(fā)現(xiàn)，在特定條件下，生產(chǎn)環(huán)境中的其中一個 crate（依賴項的）依賴項開始出現(xiàn)恐慌。簡單來說就是，當與rustls-tls-native-roots特性一起使用時，如果系統(tǒng)證書損壞，那么特定版本的reqwest會引發(fā)錯誤和恐慌。


rust 游戲開發(fā)(程序員上手 Rust 2 年后感悟：它的確強大，但想要取代 C 還遠著呢)

這讓我很驚訝，因為它使得處理依賴關系多了幾分風險。


盡管現(xiàn)在大多數(shù) crate 都是開源的，但人們也不能為了評估使用“風險”而把所有源代碼都檢查一遍。而且，大多數(shù) crate 的文檔比較糟糕，也沒法提供很好的支持。有一個類似于 cargo tree 的工具，可以分析項目的依賴關系，讓開發(fā)人員可以概覽容易出現(xiàn)恐慌的 crate，會非常有幫助。


習慣上，快速處理這個問題的一個替代方法是重寫 Rust 的panic_handler，但很遺憾，這只有在#![no_std] 項目中才有可能。

說到來自嵌入式世界的no_std，這是我特別感興趣的一個點。我還沒有機會為內(nèi)存有限的低端設備和外設編寫 Rust 代碼。盡管這現(xiàn)在不是我關心的問題，但 Rust 二進制文件的開銷確實非常大。


我讀過一些關于這個話題的博客和論文，特別是 Jon Gjengset 的視頻，非常有趣，因為他們概要介紹了一個真實的實踐過程。但我想說的是，對于內(nèi)存有限的目標設備，Rust 要成為 C 語言的有力競爭者還有很長的路要走。我覺得，在#![no_std] 領域，Rust 還需要找到一種方法來提供可行的恐慌處理程序庫，不再依賴開箱即用的格式化函數(shù)，因為它們非常消耗內(nèi)存。James Munns的這篇文章讓我大開眼界。

這點也給我留下了深刻的印象。


我參與過一個項目，包含 900K+行與 Rust 互操作的 C 代碼。這并沒有多難，因為 Rust 讓這個過程變得非常簡單，而且，因為有許多 crate 和示例，這個用例似乎也已經(jīng)比較完善。借助 FFI 機制，為外部代碼編寫 Rust 綁定也相對簡單，我不能說所有語言，但 C 語言家族（C/ C++ /Objective-C）都得到了很好的支持。


這不是說沒有多少工作要做了，因為你還需要編寫一些“管道”代碼來把所有東西串聯(lián)起來，這有代價，但我認為相當?shù)汀４送?，Rust 堅持自己的哲學，要求將可疑的底層代碼聲明為不安全的，這一點很好（實際上，基本上所有 FFI 函數(shù)都是不安全的，因為 Rust 無法控制用另一種語言編寫的代碼）。

最后說一個積極的方面。Rust 是一種非常豐富的語言，有可能讓系統(tǒng)編程取得巨大的進步。嚴格的所有權和借閱有助于確保數(shù)據(jù)訪問安全高效。它的現(xiàn)代語法和設計使得開發(fā)人員更容易理解和使用這門編程語言的軟件模式和最新范式。此外，雖然說的不多，但 Rust 在線程并發(fā)運行方面做得非常好，可以保證不出現(xiàn)競態(tài)條件及類似問題。

我真的很喜歡 Rust 開發(fā)。如果在 2020 年甚至 2022 年要選擇一種新的軟件開發(fā)語言，那么我一定會毫不猶豫地選擇 Rust。我看到了它的巨大潛力，希望接下來的幾個月里，它可以獲得嵌入式系統(tǒng)世界的更多關注。最近發(fā)布的 Rust Linux 內(nèi)核模塊顯示出了其廣闊的前景和光明的未來。


就我個人而言，我希望更多地參與塑造 Rust 的未來，為它的軟件做出貢獻，同時不斷學習它的概念及那些紛繁蕪雜之處。


聲明：本文為 InfoQ 翻譯，未經(jīng)許可禁止轉(zhuǎn)載。


原文鏈接：
https://n-eq.github.io/blog/2022/11/01/rust-fiddling-2-years

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