本文翻譯自：Rust Is The Future of JavaScript Infrastructure – Lee Robinson^[1] ，已獲得作者授權，原文略做修改以符合中文語境。

（圖片鎮(zhèn)樓，與原文無關）

Rust^[2] 是一種快速、可靠、內(nèi)存高效的編程語言。它已經(jīng)連續(xù)六年被評為最受 歡^[3] 迎^[4] 的 編^[5] 程^[6] 語^[7] 言^[8] 。它由 Mozilla 創(chuàng)建，現(xiàn)在被 Facebook^[9] 、 蘋果^[10] 、 亞馬遜^[11] 、 微軟^[12] 和 谷歌^[13] 用于系統(tǒng)基礎設施、加密、虛擬化和更多底層（low-level）的編程中。

為什么Rust現(xiàn)在被用來取代 JavaScript 成為 Web 生態(tài)系統(tǒng)的一部分，如壓縮（Terser）、編譯（Babel）、格式化（Prettier）、打包（webpack）、linting（ESLint），以及其他場景？

什么是Rust？

Rust 幫助開發(fā)人員編寫運行快并高效利用內(nèi)存的軟件。它是 C++ 或 C 等語言的現(xiàn)代替代品，聚焦在代碼安全和簡潔的語法。

Rust 與 JavaScript 有很大不同。JavaScript 采用的是 垃圾回收^[14] 機制，會試圖清除不再使用的變量和對象。JavaScript 將開發(fā)者從對手動內(nèi)存管理的思考中抽離出來。

有了 Rust，開發(fā)者對內(nèi)存分配有了更多的控制，而不像 C++ 或 Go 那樣令人痛苦。

Rust 使用了一種相對獨特的內(nèi)存管理方法，包含了內(nèi)存“所有權”的概念。基本上，Rust 會記錄誰可以讀取和寫入內(nèi)存。它知道程序什么時候在使用內(nèi)存，一旦不再需要就立即釋放內(nèi)存。它在編譯時執(zhí)行內(nèi)存規(guī)則，使得運行時的內(nèi)存錯誤幾乎不可能出現(xiàn)。你不需要手動跟蹤內(nèi)存。編譯器會照顧到這一點。

—— Discord^[15]

Adoption

在上面提到的公司之外，Rust 還被用于流行的開源庫，比如：

• Firecracker^[16] （AWS）

• Bottlerocket^[17] (AWS)

• Quiche^[18] (Cloudflare)

• Neqo^[19] (Mozilla)

Rust 一直是我們團隊的力量源泉，押注Rust是我們做出的最好決定之一。除了性能之外，它的人機工程學（ ergonomics ）和對正確性的關注也幫助我們控制了同步的復雜性。我們可以在類型系統(tǒng)中對系統(tǒng)的復雜不變性進行編碼，讓編譯器為我們檢查。

—— Dropbox^[20]

從 JavaScript 到 Rust

JavaScript 是使用最廣泛的編程語言，存在于每個有瀏覽器的設備上。在過去的十年中，圍繞著 JavaScript 已經(jīng)建立了一個龐大的生態(tài)系統(tǒng)：

• Webpack ：開發(fā)者希望將多個 JavaScript 文件 bundle 成一個文件。

• Babel ：開發(fā)者希望在支持舊版瀏覽器的同時編寫現(xiàn)代 JavaScript 。

• Terser ：開發(fā)者希望生成盡可能小的文件。

• Prettier :開發(fā)者希望有一個有自帶規(guī)則（opinionated）的代碼格式化器，剛好可用就行。

• ESLint ：開發(fā)者希望在部署前發(fā)現(xiàn)他們的代碼存在的問題。

數(shù)以百萬計的代碼被編寫出來，甚至更多的 bug 被修復，從而為今天的 Web 應用提供了基礎。所有這些工具都是用 JavaScript 或 TypeScript 編寫的。目前已經(jīng)做的很不錯了，但我們對 JS 的優(yōu)化已經(jīng)達到頂峰。因此，這激發(fā)了一類新的工具們的誕生，旨在極大地提高 Web 構建的性能。

SWC

SWC^[21] 創(chuàng)建于 2017 年，一個下一代快速開發(fā)的工具，是一個基于 Rust 的可擴展平臺。Next.js、 Parcel 和 Deno 等工具，以及 Vercel、字節(jié)跳動、騰訊、Shopify 等公司都在使用它。

SWC 可用于編譯（compilation）、壓縮（minification）、打包（bundling）等 —— 并且被設計成可擴展的。你可以調(diào)用它來執(zhí)行代碼轉換（無論是內(nèi)置的還是自定義的）。這些轉換由更高維度的工具來運行，比如 Next.js 。

Deno

Deno^[22] 創(chuàng)建于 2018 年，是一個簡單、現(xiàn)代、安全的 JavaScript 和 TypeScript 的運行時，Deno 使用 V8^[23] 的同時，并以 Rust 構建。它試圖取代 Node.js ，由 Node.js 的原作者創(chuàng)建。雖然它是在 2018 年創(chuàng)建的，但直到 2020 年 5月才達到^[24] v1.0^[25] 。

Deno 的 linter、code formatter 和文檔生成器是使用 SWC 構建的^[26] 。

esbuild

esbuild^[27] 創(chuàng)建于 2020 年 1 月，一個代碼打包和壓縮的工具，它是用 Go 寫的，比當今的工具快 10 到 100 倍。

我試圖創(chuàng)建一個構建工具：

A）能夠在一個合理的場景（bundler JavaScript，TypeScript，也許還有CSS）中工作得很好。

B）能夠重新定義社區(qū)對構建工具速度的期望。對于JS快速構建工具來說，到底什么才是快？在我看來，我們目前的工具都太慢了。

—— Evan，Creator of esbuild（ Source^[28] ）

在 esbuild 發(fā)布之前，用系統(tǒng)編程語言（如 Go 和 Rust ）構建 JavaScript 工具是相當小眾的。因此在我看來，esbuild 激發(fā)人們對于讓開發(fā)工具更快的廣泛興趣。Evan 選擇了使用 Go：

Rust版本也許可以通過足夠的努力使其以同等速度工作。但在高層次上，Go 的工作方式更令人愉快。這是一個 side project ，所以它對我來說必須要有樂趣。

—— Evan，Creator of esbuild（ Source^[29] ）

有人認為 Rust 可以表現(xiàn)得更好，但兩者都可以實現(xiàn) Evan 最初的目標，即影響社區(qū)：

即使只是進行了基本的優(yōu)化，Rust也能夠勝過超手工調(diào)整的 Go 版本。這是一個巨大的證明，與我們不得不對 Go 的深入研究相比，用Rust編寫高效程序是多么容易。

—— Discord^[30]

Rome

Rome^[31] 創(chuàng)建于 2020 年 8 月，包含 linter、compiler、bundler、test runner 以及其它東西，適用于 JavaScript、TypeScript、HTML、JSON、Markdown 和 CSS 。他們的目標是取代和統(tǒng)一整個前端開發(fā)工具鏈。它是由 Sebastian^[32] 創(chuàng)建的，他是 Babel 的創(chuàng)建者。

那么，為什么要重寫一切呢？

對 Babel 進行必要的修改，使其成為其他工具的可靠基礎，這絕對需要對所有東西進行修改。這個架構與我在 2014 年學習解析器、 AST 和編譯器時做出的最初設計選擇是有緊密聯(lián)系的。

—— Sebastian（ Source^[33] ）

Rome 目前是用 TypeScript 編寫的，在 Node.js 上運行。但他們現(xiàn)在正致力于 用 Rust^[34] 重寫^[35] 。

NAPI

Rust 與 Node.js 的整合比其他低級語言更好。

napi-rs^[36] 允許你用 Rust 構建預編譯的 Node.js add-ons 。它為交叉編譯（cross-compilation）和向 NPM 發(fā)布本地二進制文件提供了一個開箱即用的解決方案，不需要 node-gyp 或使用 postinstall 。

相應的，你也能輕松構建一個被 Node.js 側直接調(diào)用的 Rust 模塊，而不需要像 esbuild 那樣創(chuàng)建一個子進程。

Rust + WebAssembly

WebAssembly^[37] （WASM）是一種可移植的低級語言，Rust 可以編譯成它。它在瀏覽器中運行，可與 JavaScript 互操作，并被所有主要的現(xiàn)代瀏覽器所支持。

WASM 肯定比 JS 快很多，但還沒有達到原生速度。在我們的測試中，Parcel 編譯成 WASM 后的運行速度比使用本地二進制文件慢 10 - 20 倍。

—— Devon Govett^[38]

雖然 WASM 還不是完美的解決方案，但它可以幫助開發(fā)者創(chuàng)建極快的 Web 體驗。Rust 團隊 致力于^[39] 實現(xiàn)高質(zhì)量和先進（cutting edge）的 WASM 實現(xiàn)。對于開發(fā)者來說，這意味著你可以擁有 Rust 的性能優(yōu)勢（相對于 Go ），同時還可以為 Web 服務（使用 WASM ）。

這個領域的一些早期庫和框架：

• Yew^[40]

• Percy^[41]

• Seed^[42]

• Sycamore^[43]

• Stork^[44]

這些基于 Rust 的、可編譯為 WASM 的 Web 框架并不是要取代 JavaScript，而是要與之一起工作。雖然我們還沒有達到這個目的，但看到 Rust 在兩方面都追隨 Web 的發(fā)展是很有趣的：使現(xiàn)有的 JavaScript 工具更快，并在未來提出 編譯到 WASM^[45] 的想法。

這就是 Rust 之后的路。

為什么不選擇 Rust ？

Rust 有一個陡峭的學習曲線。它的抽象程度比大多數(shù) Web 開發(fā)者所習慣的要低。

Rust 會迫使你思考你代碼中對系統(tǒng)編程方面具有很大影響的部分。它讓你思考內(nèi)存是如何共享或復制的。它讓你思考真實但不可能發(fā)生的邊界問題，并確保它們得到處理。它可以幫助你寫出在所有可能的方面都非常高效的代碼。

—— Tom MacWright ( Source^[46] )

此外，Rust 在網(wǎng)絡社區(qū)的使用仍然是小眾的。它還沒有達到技術選型臨界點（critical adoption）。即使學習 Rust 的 JavaScript 工具會有一定的門檻，但有趣的是，開發(fā)者寧愿擁有一個 更快、更難參與貢獻^[47] 的工具。唯快不破^[48]（Fast software wins）^[49] 。

目前，你很難為你喜歡的服務（如登錄鑒權、數(shù)據(jù)庫、支付等工作）找到一個 Rust 庫或框架。我確實認為，一旦 Rust 和 WASM 達到技術選型臨界點（critical adoption），這個問題會自行解決。但現(xiàn)在還不行。我們需要現(xiàn)有的 JavaScript 工具來幫助我們縮小差距，并逐步采用性能改進。

JavaScript 工具化的未來

我相信 Rust 是 JavaScript 工具化的未來。Next.js 12^[50] 已經(jīng)開始了我們的轉型，用 SWC 和 Rust 完全取代 Babel（transpilation）和 Terser（壓縮）。為什么會有這樣的選擇？

• 可擴展性（Extensibility） 。SWC 可以作為 Next.js 內(nèi)部的一個 Crate 使用，而無需 fork 其它庫或面臨設計上的限制（workaround design constraints）。

• 性能（Performance） 。通過改用 SWC ，我們在 Next.js 中實現(xiàn)了約 3 倍的刷新速度（Fast Refresh）和約 5 倍的構建速度，還有更多的優(yōu)化正在進行。

• WebAssembly 。Rust 對 WASM 的支持，使得 Next.js 可以支持所有可能的平臺，讓 Next.js 遍布所有的地方。

• 社區(qū)（Community） 。Rust 社區(qū)和生態(tài)系統(tǒng)是驚人的，而且還在不斷增長。

在逐步使用 SWC 的絕不僅僅是 Next.js：

• Deno^[51] linter、代碼格式化器和文檔生成器都是用 SWC 構建的^[52] 。

• Rome^[53] 正在 用 Rust 重寫^[54] ，并計劃使用 SWC 。

• dprint^[55] ，建立在 SWC 之上，一個快 30 倍的用于替代 Prettier 的代碼格式化工具。

• Parcel^[56] 使用 SWC 將整體構建性能 提高了 10 倍^[57] 。

Parcel 像一個庫一樣使用 SWC 。之前我們使用 Babel 的解析器和用 JS 編寫的自定義轉換?，F(xiàn)在，我們使用 SWC 的解析器和 Rust 中的 自定義轉換^[58] 。這包括一個全局 hoisting 的實現(xiàn)、依賴性收集等。它的范圍類似于 Deno 在 SWC 之上的構建方式。

—— Devon Govett^[59]

現(xiàn)在是 Rust 的早期階段 —— 有幾個重要的部分還在摸索之中：

• 插件（Plungins） 。對于許多 JavaScript 開發(fā)者來說，用 Rust 編寫插件并不是那么容易的。同時，在 JavaScript 中暴露一個插件系統(tǒng)可能會否定性能的提升。目前還沒有一個明確的解決方案。

• 打包（Bundling） 。一個有趣的發(fā)展領域是 swcpack ，它是 SWC 對 Webpack 的替代。它仍在開發(fā)中，但可能是非常有前途的。

• WebAssembly 。如上所述，編寫 Rust 并編譯成 WASM 的前景很誘人，但仍有工作要做。

不管怎么說，我相信 Rust 會在未來 1 - 2 年以及未來繼續(xù)對 JavaScript 生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。想象一下這樣一個世界：Next.js 中使用的所有構建工具都是用 Rust 編寫的，給你帶來最佳性能。然后，Next.js 可以作為一個 靜態(tài)二進制文件^[60] （static binary）分發(fā)，你可以從 NPM 下載。

這就是我想生活（和建設）的世界。

感謝Devon Govett^[61] 審閱本文的早期草稿。

全文完

活動推薦：

一個是前 Facebook 程序員，一個是在中國遠程的現(xiàn)Facebook程序員，兩位都研究過開發(fā)編程語言，兩位都是在開發(fā)領域有所建樹的程序員大佬，趙海平 與 張宏波與你聊聊以往經(jīng)歷，聊聊職業(yè)發(fā)展，聊聊編程語言～ 11月16號 （周二）， 17:00 - 19:00，掘金直播間，海平和宏波與你不見不散～

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參考資料