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首頁 後端開發(fā) C++ 【Rust自學】。簡介

【Rust自學】。簡介

Dec 30, 2024 pm 03:04 PM

[Rust Self-Study] . Intro

1.0.1 前言

這個專案(包括程式碼和註解)是在我自學 Rust 的過程中記錄的??赡苡胁粶蚀_或表達不清的地方,還請大家諒解。如果您從中受益,那就更好了。

1.0.2 為什麼要使用 Rust

  • Rust 可靠且有效率

  • Rust 可以用相似的效能更高的安全性來取代 C 和 C ,並且不需要像 C 和 C 那樣頻繁地重新編譯來檢查錯誤。主要優(yōu)點包括:

    • 記憶體安全(防止空指標取消引用、懸空指標和資料爭用)。
    • 線程安全(確保多線程程式碼在執(zhí)行前是安全的)。
    • 避免未定義的行為(例如,陣列越界、未初始化的變數(shù)或存取已釋放的記憶體)。
  • Rust 提供現(xiàn)代語言功能(例如泛型、特徵、模式匹配)。

  • Rust 提供了現(xiàn)代工具鏈。 Rust 的 Cargo 與 Python 的 pip 有著相似的原理。與 C/C 繁瑣的依賴配置不同,Cargo 提供了類似 Python 的人性化依賴管理體驗,同時保持了 C/C 層級的效能。

1.0.3 適用場景

  • 當需要效能時:Rust 可以像 C 一樣精確地控制記憶體(使用不安全),同時也提供現(xiàn)代便利(例如,所有權(quán)系統(tǒng)和模式匹配)。另一方面,Python 優(yōu)先考慮開發(fā)人員效率,但犧牲了效能。

  • 當記憶體安全至關(guān)重要時:Rust 在編譯時的靜態(tài)檢查保證了強大的記憶體安全性,非常適合需要防錯的場景,例如作業(yè)系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)頁伺服器.

  • 當需要高效使用多核心處理器時:Rust 原生支援高效並發(fā)和多核心編程,且不犧牲安全性,這使得它在需要高吞吐量和並發(fā)任務(wù)的場景中特別有優(yōu)勢(例如,網(wǎng)路伺服器、分散式系統(tǒng)、即時計算)。

Rust 在以下領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異:

  • 網(wǎng)路服務(wù)
  • WebAssembly(Rust 和 C/C 在效能上明顯優(yōu)於 C# 和 Java)
  • 命令列工具
  • 網(wǎng)路程式設(shè)計
  • 嵌入式設(shè)備
  • 系統(tǒng)程式設(shè)計

1.0.4 與其他語言的比較

Category Language Features
Machine Code Binary Closest to hardware, executed directly by CPU.
Assembly Assembly Uses mnemonics to replace machine code, e.g., MOV AX, BX.
Low-level C, C Close to hardware, provides limited abstraction.
Mid-level Rust, Go Performance similar to low-level languages with higher abstraction.
High-level Python, Java Higher-level abstraction, easier to read and use.

高階語言和低階語言並不是嚴格對立的,而是連續(xù)存在的:

  • 低階語言可以更好地控制硬件,但需要更複雜的編碼和較低的開發(fā)效率。

  • 更高級別的語言提供了更好的抽象和自動化,但可能會引入運行時開銷並失去細粒度的硬體控制。

Rust 的優(yōu)點:

  • 高效能
  • 強大的安全保障
  • 對並發(fā)的優(yōu)秀支援

Rust 作為中級語言的地位有以下優(yōu)點:

  • C/C :效能優(yōu)秀,但安全性欠缺; Rust 以可比較的效能確保安全。

  • Java/C#:確保記憶體安全(使用垃圾回收)並提供??眾多功能,但效能較弱; Rust 以卓越的效能實現(xiàn)了類似的安全等級。

1.0.5 Rust 的歷史

Rust 最初是 Mozilla 的一個研究項目,F(xiàn)irefox 瀏覽器是一個著名的應(yīng)用範例。

Mozilla 使用 Rust 開發(fā)了 Servo 實驗性瀏覽器引擎(於 2012 年啟動,第一個預(yù)覽版於 2016 年發(fā)布)。 Servo 的架構(gòu)是完全並行的。不幸的是,2020 年 8 月,Mozilla 解雇了大部分 Servo 開發(fā)團隊。從2020年11月17日起,Servo被轉(zhuǎn)移到Linux基金會。 Servo 的部分功能已整合到 Firefox 中。

Quantum 版本的 Firefox 整合了 Servo 的 CSS 渲染引擎。 Rust 為 Firefox 帶來了顯著的效能提升。

1.0.6 Rust 使用者和案例研究

  • Google:Fuschia 作業(yè)系統(tǒng),Rust 佔程式碼庫的 30%。

  • Amazon:基於 Linux 的作業(yè)系統(tǒng),設(shè)計用於直接在裸機或虛擬機器上運行容器。

  • System76:完全使用 Rust 開發(fā)了下一代安全作業(yè)系統(tǒng) Redox。

  • 史丹佛大學和密西根大學:用於 Google 加密產(chǎn)品的嵌入式即時作業(yè)系統(tǒng)。

  • Microsoft:使用 Rust 重寫了 Windows 中的某些低階元件。

  • 微軟:WinRT/Rust 專案。

以上是【Rust自學】。簡介的詳細內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章!

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std::chrono在C 中用於處理時間,包括獲取當前時間、測量執(zhí)行時間、操作時間點與持續(xù)時間及格式化解析時間。 1.獲取當前時間使用std::chrono::system_clock::now(),可轉(zhuǎn)換為可讀字符串但係統(tǒng)時鐘可能不單調(diào);2.測量執(zhí)行時間應(yīng)使用std::chrono::steady_clock以確保單調(diào)性,並通過duration_cast轉(zhuǎn)換為毫秒、秒等單位;3.時間點(time_point)和持續(xù)時間(duration)可相互操作,但需注意單位兼容性和時鐘紀元(epoch)

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volatile告訴編譯器變量的值可能隨時改變,防止編譯器優(yōu)化訪問。 1.用於硬件寄存器、信號處理程序或線程間共享變量(但現(xiàn)代C 推薦std::atomic)。 2.每次訪問都直接讀寫內(nèi)存而非緩存到寄存器。 3.不提供原子性或線程安全,僅確保編譯器不優(yōu)化讀寫。 4.與const相反,有時兩者結(jié)合使用表示只讀但可外部修改的變量。 5.不能替代互斥鎖或原子操作,過度使用會影響性能。

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functionHidingInc發(fā)生了swhenAderivedClassDefinesAfunctionWithThesamenAmeAsabaseClassFunction,MakeTheBaseVersionInAccessiblethroughthredtheDerivedClass.thishishappenswhishenphenthenthenthebasefunctionisfunctionis notvirtulorsignaturesignaturesignaturesignaturesignaturesignaturesnotmatchforoverRoverriding,and andNousingDeclateClateDeclaratiantiesdeclaratianisingdeclaratrationis

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