Ngôn ngữ lập trình Rust

Rust là ngôn ngữ lập trình được tạo ra vào năm 2006 bởi Graydon Hoare như một dự án phụ khi đang là developer tại Mozilla. Rust pha trộn hiệu suất của các ngôn ngữ như C ++ với cú pháp thân thiện hơn, tập trung vào code an toàn và được thiết kế tốt giúp đơn giản hóa việc phát triển. Các phần của trình duyệt Firefox của Mozilla được viết bằng Rust và các nhà phát triển tại Microsoft được cho là sử dụng nó để mã hóa lại các phần của hệ điều hành Windows.

Quản lý bộ nhớ

Nếu bạn muốn lập trình hệ thống, bạn cần điều khiển bộ nhớ ở mức thấp. Thật không may, quản lý thủ công đi kèm với rất nhiều vấn đề trong các ngôn ngữ như C. Mặc dù có sự hiện diện của các công cụ như Valgrind, việc nắm bắt các vấn đề về quản lý bộ nhớ rất khó. Rust ngăn chặn những vấn đề này. Hệ thống quyền sở hữu của Rust phân tích việc quản lý bộ nhớ của chương trình tại thời điểm biên dịch, đảm bảo rằng lỗi do quản lý bộ nhớ kém sẽ không thể xảy ra và việc thu thập rác là không cần thiết. Hơn nữa, nếu bạn muốn thực hiện việc tối ưu hóa theo cách giống như C, bạn có thể làm điều đó trong khi tách chúng ra khỏi phần còn lại của code bằng unsafe keyword.

Quản lý đồng thời (concurrency) dễ dàng

Với tính năng borrow checker, Rust có thể ngăn chặn các cuộc đua dữ liệu tại thời điểm biên dịch. Các cuộc chạy đua dữ liệu xảy ra khi hai luồng truy cập vào cùng một bộ nhớ cùng một lúc và chúng có thể dẫn đến một số hành vi khó đoán, khó lường. Rất may, Rust có thể ngăn chặn các hành vi không xác định này.

Zero-cost abstractions

Với Zero-cost abstractions, Rust đảm bảo rằng không có runtime overhead cho các trừu tượng (abstraction) mà bạn sử dụng. Nói một cách đơn giản: sẽ không có sự khác nhau về tốc độ giữa code ở mức thấp và code được viết với abstractions. Điều này cực kỳ quan trọng nếu biết rằng hơn 70% các vấn đề do Microsoft phải xử lý là liên quan đến các lỗi bộ nhớ. Tương tự với Google Chrome.

Borrow checker

Như trên đã đề cập, borrow checker trong Rust ngăn chặn các cuộc chạy đua dữ liệu tại thời điểm biên dịch. Các cuộc đua dữ liệu xảy ra khi cùng một bộ nhớ được truy cập bởi hai luồng cùng một lúc. Rust ngăn chặn các loại hành vi không xác định này.

Ownership

Không giống như một số ngôn ngữ khác tìm kiếm bộ nhớ không được sử dụng trong khi chương trình đang chạy, Rust quản lý thông qua một hệ thống quyền sở hữu (ownership). Nó bao gồm một tập hợp các quy tắc được kiểm tra bởi trình biên dịch.

Mỗi giá trị trong Rust có một biến được gọi là owner (chủ sở hữu). Chỉ có thể có một owner tại một thời điểm. Quyền sở hữu bị loại bỏ khi biến vượt ra ngoài phạm vi, về cơ bản có nghĩa là làm sạch bộ nhớ được cấp phát cho một heap khi biến không thể được truy cập nữa.

Các quy tắc sở hữu cung cấp các lợi ích như an toàn bộ nhớ kèm theo kiểm soát tốt hơn đối với bộ nhớ, khác với các ngôn ngữ lập trình khác.

Lifetime

Trình biên dịch Rust sử dụng Lifetime để theo dõi tính hợp lệ của các tham chiếu. “Reeference” của một biến là một con trỏ trỏ đến một biến cụ thể. Bạn có thể sử dụng chú thích Lifetime để thông báo cho người kiểm tra mượn về thời gian các tham chiếu sẽ có hiệu lực. Borrow checker có thể suy ra lifetime chính xác trong nhiều trường hợp nhưng đôi khi có thể cần sự trợ giúp của các developers. Tất cả các tính năng này giúp tối ưu hóa việc quản lý bộ nhớ bằng Rust. Điều này làm cho nó trở thành ngôn ngữ lập trình được lựa chọn cho đám mây.

Mặc dù Rust được thiết kế để viết ứng dụng hệ thống là chính, tuy nhiên khả năng ứng dụng của ngôn ngữ này cũng rất rộng, Rust có thể được dùng để viết các loại ứng dụng sau đây:

  • Trình biên dịch.
  • Các hệ thống cần có hiệu suất cao và độ trễ thấp như thiết bị lái xe, game, thiết bị phát sóng.
  • Ứng dụng phân tán và song song.
  • Ứng dụng thời gian thực.
  • Hệ thống nhúng.
  • Web framework.
  • Các hệ thống lớn và phức tạp.