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          Rust靜態(tài)地強制執(zhí)行程序的許多屬性已經(jīng)遠超內存安全性

          2021-01-18 10:47:39來源:
          導讀 首先,已經(jīng)有很多出色的內存安全語言在微軟內外廣泛使用,包括 NET語言(像是C 或F )和其他語言(例如Swift、Go和Python)。我們鼓勵目前使用C

          首先,已經(jīng)有很多出色的內存安全語言在微軟內外廣泛使用,包括.NET語言(像是C#或F#)和其他語言(例如Swift、Go和Python)。我們鼓勵目前使用C或C++的人將其中任意一種語言納入考慮。不過現(xiàn)在談論的是對安全的系統(tǒng)編程語言的需求,此類工作負載需要C、C++和Rust能夠提供的速度和可預測的性能。通過垃圾回收實現(xiàn)內存安全的語言不是系統(tǒng)編程的理想選擇,因為它們的運行時間會導致不可預測的性能和不必要的成本。”

          性能和控制

          Levick指出,最好先考慮一下無法從 C和C++放棄的東西——性能和控制,就能更清楚地明白 Rust為什么是一個好的選擇。像C和C++一樣,Rust有一個最小的可選“運行時”。Rust的標準庫同樣依賴于libc,但標準庫也是可選的,因此在沒有操作系統(tǒng)的平臺上運行也是可能的。

          仍然像C和C++一樣,Rust為程序員在何時分配內存以及分配內存的多少上提供了精細的控制,使程序員能夠非常清楚地知道程序每次運行時的確切執(zhí)行方式。在原始速度、控制和可預測性方面,這對于性能來說意味著什么?那就是,“Rust、C和C++可以用類似的術語來思考”。

          安全

          Rust與C和C++的區(qū)別在于其強大的安全保障,某種程度上來說Rust完全是內存安全(memory safe)的。正如之前那篇文章提到的,微軟大約70%的安全問題是內存安全問題。如果這些軟件用Rust編寫,那么這 70%的安全問題很可能就不存在。

          在系統(tǒng)編程中,有時程序員必須執(zhí)行無法靜態(tài)驗證為安全的操作。Rust為程序員提供了將這些操作封裝在安全抽象中的工具,這意味著曾經(jīng)降級為代碼注釋或約定的東西可以由Rust編譯器靜態(tài)強制執(zhí)行。

          不僅僅是性能與安全

          Rust最初引起MSRC的興趣正是由于上述性能與安全方面的特性。但它的的魅力不止于此,已經(jīng)有其他微軟團隊開始采用Rust,主要出于以下原因:

          根據(jù)微軟內部調查,采用它的最主要原因是“精密性”(correctness)——“if it compiles, then it works”。

          Rust靜態(tài)地強制執(zhí)行程序的許多屬性,已經(jīng)遠超內存安全性,還包括空指針安全性和數(shù)據(jù)爭用安全性(即沒有來自兩個或多個線程的一塊內存的不同步訪問)。

          Rust的豐富類型系統(tǒng)使編寫富有表現(xiàn)力的程序成為可能。 具有相關數(shù)據(jù)的枚舉和強大的trait系統(tǒng)等概念進一步強化了Rust的目標,即盡可能使程序無錯誤。

          Rust現(xiàn)有的社區(qū)對該語言有很大益處。雖然Rust仍然是一種年輕語言,但它擁有一個健康的生態(tài)系統(tǒng),既能夠促進開源社區(qū)發(fā)展強大,又能夠支持生產(chǎn)用戶。

          Levick表示有足夠的理由相信Rust會有一個光明的未來,“雖然現(xiàn)在大規(guī)模采用Rust還為時過早,但早期采用Rust通常是非常積極且正面的”。他們相信Rust在編寫安全的系統(tǒng)軟件時會改變游戲規(guī)則。Rust提供編寫底層系統(tǒng)所需的性能和控制,同時使軟件開發(fā)人員能夠編寫更健壯、安全的程序。

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