何時使用 Rust 和何時使用 Go？

隨著 Rust 的發(fā)展和一些 Gopher 關(guān)注 Rust，有人提出疑問：Rust 會侵蝕 Go 的市場？本文就一起看看，什么時候適合使用 Go，什么時候適合使用 Rust？

一開始，Go 和 Rust 之間就有明顯的區(qū)別。Go 更加專注于構(gòu)建可擴展的 Web API 和微服務(wù)，尤其是借助 Goroutines 的強大功能。后者對于 Rust 也是可能的，但是從開發(fā)人員的體驗來看，事情會相對比較難做。

Rust 非常適合處理大量數(shù)據(jù)和其他 CPU 密集型操作，例如執(zhí)行算法。這是 Rust 相比 Go 的最大優(yōu)勢。要求高性能的項目通常更適合 Rust。

在本教程中，我們將對 Golang 和 Rust 進行比較，評估這兩門編程語言的性能，并發(fā)性，內(nèi)存管理和整體開發(fā)人員體驗。我們還將概述這些元素，以幫助您一目了然地為項目選擇正確的語言。

如果你剛開始使用 Rust，那么在繼續(xù)閱讀之前，最好先閱讀一下該初學(xué)者指南^[1]。

01 性能

Go 最初是由 Google 的工程師設(shè)計的，于 2009 年向公眾推出。它的創(chuàng)建是為了提供 C++ 的替代方案，該替代方案易于學(xué)習(xí)和編碼，并且經(jīng)過優(yōu)化可在多核 CPU 上運行。

從那時起，Go 對于希望利用該語言提供的并發(fā)性的開發(fā)人員來說非常有用。該語言提供了 goroutine，使你可以將函數(shù)作為子流程運行。

Go 的一大優(yōu)勢是你可以輕松使用 goroutines。只需將 go 語法添加到函數(shù)即可使其作為子流程（subprocess）運行。Go 的并發(fā)模型允許你跨多個 CPU 內(nèi)核部署工作負(fù)載，從而使其成為一種非常有效的語言。

package?main

import?(
????"fmt"
????"time"
)

func?f(from?string)?{
????for?i?:=?0;?i?3;?i++?{
????????fmt.Println(from,?":",?i)
????}
}

func?main()?{
????f("direct")

????go?f("goroutine")
????time.Sleep(time.Second)
????fmt.Println("done")
}

盡管有多核 CPU 支持，Rust 仍然設(shè)法超越 Go。Rust 在執(zhí)行算法和資源密集型操作方面效率更高。該基準(zhǔn)測試^[2]比較了 rust 和 golang 的不同算法，如二叉樹。對于所有經(jīng)過測試的算法，Rust 至少快 30％；在二叉樹計算的情況下，最高可達(dá) 1,000％。Bitbucket^[3] 的一項研究表明，Rust 與 C++的性能相似。

（來源：bechmarksgame^[4]）

02 并發(fā)

如上所述，Go 支持并發(fā)。例如，假設(shè)你正在運行一個處理 API 請求的 Web 服務(wù)器。你可以使用 Go 的 goroutine 程序?qū)⒚總€請求作為 subprocess 運行，通過將任務(wù)分發(fā)到所有可用的 CPU 內(nèi)核來最大程度地提高效率。

Goroutines 是 Go 內(nèi)置函數(shù)的一部分，而 Rust 僅接收本機 sync/wait 語法來支持并發(fā)。因此，在并發(fā)方面，Golang 的開發(fā)人員有體驗優(yōu)勢。但是，Rust 在保證內(nèi)存安全方面要好得多。

這是 Rust 的簡化線程的示例：

use?std::thread;
use?std::time::Duration;

fn?main()?{
???//?1.?create?a?new?thread
???for?i?in?1..10?{
??????thread::spawn(||?{
?????????println!("thread:?number?{}!",?i);
?????????thread::sleep(Duration::from_millis(100));
??????});
???}

??println!("hi?from?the?main?thread!");
}

并發(fā)一直是開發(fā)人員的棘手問題。在不影響開發(fā)人員體驗的情況下保證內(nèi)存安全的并發(fā)性并不是一項容易的任務(wù)。但是，這種極端安全的關(guān)注導(dǎo)致創(chuàng)建了可證明正確的并發(fā)^[5]。Rust 嘗試使用所有權(quán)概念來防止未經(jīng)請求的資源訪問，以防止出現(xiàn)內(nèi)存安全錯誤。

Rust 提供了四種不同的并發(fā)范例，以幫助你避免常見的內(nèi)存安全陷阱。我們將仔細(xì)研究兩個常見的范例：channel 和鎖。

channel（通道）

通道^[6]有助于從一個線程傳送消息到另一個。雖然 Golang 也有此概念，但 Rust 允許你將指針^[7]從一個線程轉(zhuǎn)移到另一個線程，以避免爭用資源。通過傳遞指針，Rust 可以對通道強制執(zhí)行線程隔離。再一次，Rust 在并發(fā)模型方面表現(xiàn)出對內(nèi)存安全的癡迷。

鎖

僅當(dāng)持有鎖^[8]時才能訪問數(shù)據(jù)。Rust 依賴于鎖定數(shù)據(jù)而不是 cod 的原理，而 cod 經(jīng)常可在諸如 Java 之類的編程語言中找到。

有關(guān)所有權(quán)和所有并發(fā)范例的更多詳細(xì)信息，請查看“使用 Rust 進行無所畏懼的并發(fā)^[9]”。

03 內(nèi)存安全

所有權(quán)概念是 Rust 的主要賣點之一。Rust 將類型安全^[10]提升到了新的水平，這對于實現(xiàn)內(nèi)存安全的并發(fā)性也很重要。

根據(jù) Bitbucket 博客^[11]，“ Rust 非常嚴(yán)格和繁瑣的編譯器會檢查你使用的每個變量以及你引用的每個內(nèi)存地址。它避免了可能發(fā)生的數(shù)據(jù)爭用情況，并告知你未定義的行為。”

這意味著由于 Rust 對內(nèi)存安全性的極度癡迷，你最終不會出現(xiàn)緩沖區(qū)溢出或爭用情況。但是，這也有其缺點。例如，你在編寫代碼時必須非常了解內(nèi)存分配原則。始終保持內(nèi)存安全防護并不容易。

04 開發(fā)人員體驗

首先，讓我們看一下這兩門語言的學(xué)習(xí)曲線。Go 在設(shè)計時考慮了簡單性。開發(fā)人員經(jīng)常將其稱為“無聊”語言，也就是說，其有限的內(nèi)置功能集使 Go 易于使用。

此外，Go 提供了 C++ 的更簡單替代方案，隱藏了諸如內(nèi)存安全性和內(nèi)存分配等功能。Rust 采用了另一種方法，迫使您考慮諸如內(nèi)存安全性的概念。所有權(quán)的概念和傳遞指針的能力使 Rust 失去了學(xué)習(xí)的吸引力。當(dāng)你不斷考慮內(nèi)存安全性時，你的工作效率就會降低，并且你的代碼注定會變得更加復(fù)雜。

與 Go 相比，Rust 的學(xué)習(xí)曲線非常陡峭。值得一提的是，與 Python 和 JavaScript 等動態(tài)語言相比，Go 的學(xué)習(xí)曲線會陡峭些。

05 何時使用 Go

Go 在各種場景中都能很好地工作，使其成為 Web API 的很好選擇。正如Loris Cro^[12]指出的那樣，“ Go 的并發(fā)模型非常適合必須處理多個獨立請求的服務(wù)器端應(yīng)用程序”。這正是 Go 提供 goroutines 的原因。

此外，Go 內(nèi)置了對 HTTP Web 協(xié)議的支持。你可以使用內(nèi)置的 HTTP 支持快速設(shè)計一個小型 API，并將其作為微服務(wù)運行。因此，Go 非常適合微服務(wù)架構(gòu)并滿足 API 開發(fā)人員的需求。

簡而言之，如果你重視開發(fā)速度并且更喜歡語法簡單而不是性能，那么 Go 是一個很好的選擇。最重要的是，Go 提供了更好的代碼可讀性，這對于大型開發(fā)團隊而言是一個重要標(biāo)準(zhǔn)。

在以下情況下選擇 Go：

• 你關(guān)心簡單性和可讀性
• 你需要一種簡單的語法來快速編寫代碼
• 你想使用支持 Web 開發(fā)的更靈活的語言

06 何時使用 Rust

當(dāng)性能很重要時，例如在處理大量數(shù)據(jù)時，Rust 是一個不錯的選擇。此外，Rust 為你提供了對線程行為以及線程之間資源共享方式的細(xì)粒度控制。

另一方面，Rust 學(xué)習(xí)曲線陡峭，并且由于內(nèi)存安全性的額外復(fù)雜性而減慢了開發(fā)速度。這并不一定是不利的。Rust 還保證當(dāng)編譯器檢查每個數(shù)據(jù)指針時，你不會遇到內(nèi)存安全性錯誤。對于復(fù)雜的系統(tǒng)，此保證會派上用場。

在以下情況下選擇 Rust：

• 你特別關(guān)心性能
• 你想要對線程進行細(xì)粒度的控制
• 你重視內(nèi)存安全而不是簡單性

Go vs. Rust：真實想法

讓我們從突出相似之處開始。Go 和 Rust 都是開源的，旨在支持微服務(wù)架構(gòu)和并行計算環(huán)境。兩者都通過并發(fā)優(yōu)化了可用 CPU 內(nèi)核的利用率。

但歸根結(jié)底，哪種語言更好？

有很多方法可以解決這個問題。我建議考慮要構(gòu)建哪種類型的應(yīng)用程序。Go 可很好地用于創(chuàng)建 Web 應(yīng)用程序和 API，這些應(yīng)用程序和 API 利用其內(nèi)置的并發(fā)功能，同時支持微服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。

你也可以使用 Rust 來開發(fā) Web API，但并不是在 Rust 設(shè)計時考慮到的場景。Rust 對內(nèi)存安全性的關(guān)注增加了復(fù)雜性和開發(fā)時間，尤其是對于相當(dāng)簡單的 Web API。但是，對代碼的大量控制使你可以編寫更優(yōu)化，內(nèi)存效率更高且性能更高的代碼。

簡而言之，Go 與 Rust 的爭論實際上是一個簡單與安全的問題。

Go vs. Rust，你的選擇呢？

作者：Michiel Mulders，原文鏈接：https://blog.logrocket.com/when-to-use-rust-and-when-to-use-golang/

參考資料