开始学习和使用 Rust

你如今的气质里，藏着你走过的路、读过的书、爱过的人，以及学习过的编程语言。

如果把编程类比作武侠或者修仙里面的打怪升级，那我在入行的头几年，一直在痴迷于各种各样的招式；那时候我学习和体验了各种各样的语言：C/C++/Java/Javascript/Kotlin/Python/Ruby/Scala/Clojure/Scheme/Erlang/Haskell，不过自从我学习了 Haskell 之后，这份列表就基本停止增长了；虽然后来也对 Elixer、Go 也有过简单的了解，但是也仅限于了解了。

一方面随着从业时间的增长，要解决的问题逐渐变成了系统问题或者业务问题；另一方面也是体会到，语言只是工具，招式再花里胡哨也是徒劳，修炼内功才是王道。

不过，在一次机缘巧合之下，我再一次接触到了 Rust。

那是在某大型 5V5 手游上个赛季更新的时候，我制作的游戏体验增强工具就用不了。当时我就想，与其用一些第三方工具找基址，不如直接自己整一个？如果再配合上我自制的内核 rootkit，那岂不是所向无敌？

一不做二不休，我就开始着手写一个内存修改器了。这种类型的工具，最出名的莫过于 CE，于是我就直接去看它的源码；这个项目是用古老的 Pascal 语言写的，我花了点时间了解语法就开始啃；啃着啃着就觉得浑身难受，这门语言语法其实很简单，但是它提供的抽象能力实在有限，语法又十分地啰嗦，写一行代码要吟唱半天；再加上其业务逻辑本身就比较复杂，文件动辄近万行，我估计除了作者本人，这玩意已经没人维护得动了，因此我果断放弃，开始寻找其他类似项目。在寻找的过程中，我发现了一个用 Rust 语言写的运行在 Windows 系统上的原型，其作者还详细地描述了其制作过程，于是我就又开始看起了它的 Rust 代码。

其实在几年前 Rust 发布 2018 Edition 的时候，Rust 有过一波小热潮，那时候我简单地了解过这门语言，不过没有继续深入下去。这个世界上每 30 天就会诞生一门新的编程语言，没什么好稀奇的；并且语言只是一门工具，是工具就要讲究其实用性，如果学会了一门手艺却无用武之地，那这项技能只会慢慢被遗忘。我曾花了很大的力气去学习 Haskell，但是现在我可能连一个 Hello World 也写不出来。

不过，在再一次接触 Rust 之后，我的看法有稍许改变。Rust 是一门充分吸收了现代语言优秀特性，同时提供了高阶的零开销抽象能力以及面向操作系统底层的接口，注重实用、性能，安全和编程体验的语言。它值得每一个已经拥有一定编程经验的工程师去深入学习。

实用性

对我来说，一门语言最重要的就是实用性。如果一门工具没有了实用性，那就失去了掌握它的意义。编程语言的使用者，绝大部分都是为了解决实际问题的。我们不是理论研究者，语言的完备性、设计美感甚至一致性都不是我们关注的重点。Haskell 的纯函数式，Ruby 的一切皆对象，在我看来都是非常不实用的特性；这些纯粹的东西，除了理论上的美感，带给我们的还有什么？与之相反，Java、PHP 和 Go 就是非常务实的语言，因此它们在工程师群体内大受欢迎并且广为流行。Rust 也是一门蕴含这种设计哲学的语言。Rust 语言的 Unsafe 经常被人吐槽，很多人嘲讽说「Rust 不是宣称安全性吗，那还提供 Unsafe 干什么？」实际上，现实世界本就是 Unsafe 的，一只蝴蝶扇动翅膀都可能引发一场飓风，一只臭虫都可能引发电路板故障；与 Unsafe 世界打交道使用 Unsafe 是很自然的事。有人会说，Haskell 就没有 Unsafe 呀？不，我不是 PLT 理论家，我不需要学习「自函子范畴上的幺半群」，给我一个 unsafe，我能干翻整个世界[滑稽]

性能

在很多场景下，性能并不是至关重要的因素；“过早优化是万恶之源”。但在某些场合，性能问题是 0 和 1 的问题。我们经常听到人们对 Java 和 C++ 性能的比较，很多人有一种错觉，在 Java 强大的 JIT 加持下，不说超越 C++，接近应该是没问题的；但很多场景并非如此。Android 平台上也使用 Java 系语言，其运行在专为移动设备设计的虚拟机 ART 上，在这种性能受限的场合，原生语言和托管语言之间有着不可逾越的鸿沟。太极 App 的核心现在是用 C++ 构建的（它曾经是 Java），在我从 Java 切换到 C++ 之后，其核心路径的性能最高提升了 10 倍有余！另外，epic 的早期实现使用 Java 提供的 dexmaker，切换到 C++ 之后，dex生成速度提升了将近 10 倍。这是什么概念呢？原本拦截一个函数需要 80 ~ 100ms，大型模块拦截几百个函数，你打开 App 就要黑几秒，现在只需要 6 ~ 15ms，同样的模块就只需要几百 ms，肉眼根本感知不到；这也是太极速度飞快的秘密。

Rust 也是一门注重性能的语言，咱们使用的很多命令行工具就是用 Rust 写的，它们都有超越同类工具的卓越性能，这是它性能最好的佐证；比如 fd, ripgrep, starship 等等。说到 startship，我曾经使用了 spaceship，我去那个龟速简直跟树懒一样；后来切换成了 powerlevel10k 体验好了很多，直到我切换到 starship，我的妈呀那叫一个 balzing fast!用起来简直就是一种享受。虽然我没有探究过 starship 快的原因，也可能是与语言无关的，但是我们可以知道，Rust 在性能方面，有着极高的上限，它完全可以胜任你对性能敏感的场合。

移动语义

右值和移动语义是 C++11 中最为重要的特性之一，可以说它深刻地改变了整个 C++。Rust 语言没有历史包袱，它默认就是移动语义，不需要你去考虑右值引用 、引用折叠，完美转发这种问题，使用起来非常自然。

最近我接触到一个程序，它从一个 socket 读数据，然后解析处理，最后通过 websocket 异步发送到远端。程序是用 Java 写的，它遇到了频繁 GC 导致 stop the world 的性能问题。其原因实际上很简单，读取数据的时候要频繁分配数组导致 GC 繁忙；解决的办法也很简单，那就是建立一个对象池，这个数组在读到 socket 数据的时候分配，在 websocket 异步发送完毕之后就可以重复利用了。然而在没有这种默认语义的语言中，这个方案可能没有那么容易实施；比如说 websocket 你用的是第三方库，它异步处理的时候并没有给你回调，你无法知道数组何时应该 recycle。如果在 Rust 中，处理这种问题就非常容易。

所有权、生命周期和 RAII

大多数使用高级语言的程序员可能没有意识到，我们写代码本质上就是在与 CPU、内存和外设打交道。我们使用的很多语言并不直接提供对这些资源的访问方式，但是它并不意味着我们应该忽略这些资源。我们学习的任何一门技术，从上层到底层，自顶向下到最后，你一定会接触到 CPU、内存等底层资源。

很久以前我也是一个页面仔，觉得指针简直反人类，GC 就是 yyds，我曾无比期待 Kotlin 1.0 的发布，觉得它就是未来。然而，随着时间的推移，我发现解决很多问题不与底层打交道根本不够；我们使用的上层业务系统，各种框架和库，实际上是另一部份人对底层的封装；而我们对这些框架的使用，不过是遵循某些人制定的游戏规则；我们自己不能成为规则的制定者吗？你们所看到的太极，它需要通过汇编控制寄存器，需要精准地控制 GC 和 JIT，还需要小心翼翼地处理各种内存布局；而我们即将实现的内存修改器，它需要直接操作内核控制内存物理页面，这些东西哪一个不需要关心底层？

Rust 的所有权、生命周期对一些人可能比较新奇，但是，它本质上就是提供了一种对内存的控制方式，仅此而已。而这种访问方式，给了我们一种内存安全的可能，它需要我们编写程序的时候付出更多，但是这种 trade off 是有价值的。

后记

其实 Rust 还有很多东西值得一提，但是我这并不打算做一个 Rust 的全面介绍，感兴趣的话可以 Google 查阅相关资料7,8,9,10,11,12。

如果你是一个有一定经验的程序员，已经能对若干门语言熟练使用，那么我强烈建议你去学习一下 Rust，它的很多优秀特性博采众长，再不济你也可以从这里了解到很多其他语言的精华。当然，如果你是一门新手，那么 Python 和 Java 可能更适合你。

传闻中 Rust 很难学，但我认为并非如此；我曾花费过很长的时间学习 Haskell，你甚至需要翻阅各种论文才能理解其设计，Rust 与其相比真的不算什么，顶多称得上是有门槛；然而，这个世界上没有门槛的事情大多没有核心竞争力。

另外，本文可能提及了一些其他的语言并且赞扬了一波 Rust，但是并没有 diss 和吹捧的意思；如果你是一个语言技术 fans，那么几乎毫无疑问你会成为一个糟糕的决策者；《失败的逻辑》忠告我们，不要为了工具而工具，忘记了工具的目的是什么。

最后，欢迎你成为 Rustaceans 的一员！