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Golang 和 Rust 之間有明顯的區(qū)別。Golang 更加注重構(gòu)建可以無(wú)限擴(kuò)展的 Web API 和小型服務(wù)，尤其是在 goroutine 的強(qiáng)大支持下。Rust 也可以用于小型服務(wù)，但是從開(kāi)發(fā)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，事情要困難得多。
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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 超過(guò) Golang 的最大優(yōu)勢(shì)。要求高性能的項(xiàng)目通常更適合 Rust。
在本教程中，我們將就 Golang 和 Rust 進(jìn)行比較和對(duì)比，評(píng)估這兩種編程語(yǔ)言的性能，并發(fā)性，內(nèi)存管理和整體開(kāi)發(fā)人員體驗(yàn)。我們還將概述這些元素，以幫助您一目了然地為項(xiàng)目選擇正確的語(yǔ)言。
如果您剛開(kāi)始使用 Rust，那么在繼續(xù)閱讀之前，最好先閱讀一下初學(xué)者指南[1]。
如果您全都都準(zhǔn)備好了，那就讓我們開(kāi)始吧!
性能
Golang 最初是由 Google 的工程師設(shè)計(jì)的，于 2009 年向公眾推出。它的創(chuàng)建是為 C++提供替代方案，該替代方案易于學(xué)習(xí)和編碼，并且經(jīng)過(guò)優(yōu)化可在多核 CPU 上運(yùn)行。
從那時(shí)起，Golang 對(duì)于希望利用該語(yǔ)言提供的并發(fā)性的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)非常有用。該語(yǔ)言提供了 goroutine，使您可以將函數(shù)作為 goroutine 運(yùn)行。
Golang 的一大優(yōu)勢(shì)是您可以輕松使用 goroutines。只需將go添加到函數(shù)前即可使其作為 goroutine 運(yùn)行。Golang 的并發(fā)模型允許您跨多個(gè) 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(yǔ)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 仍然跑贏 Golang。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(cè)試游戲[2]比較了 rust 和 golang 的不同算法，如二叉樹(shù)。對(duì)于所有經(jīng)過(guò)測(cè)試的算法，Rust 至少快 30%;在二叉樹(shù)計(jì)算的情況下，最高可達(dá) 1,000%。Bitbucket 的[3]一項(xiàng)研究表明，Rust 與 C++的性能相似。
(來(lái)源：基準(zhǔn)測(cè)試游戲[4])
并發(fā)
如上所述，Golang 支持并發(fā)。例如，假設(shè)您正在運(yùn)行一個(gè)處理 API 請(qǐng)求的 Web 服務(wù)器。您可以使用 Golang 的 goroutine 程序?qū)⒚總€(gè)請(qǐng)求作為 goroutine 運(yùn)行，通過(guò)將任務(wù)分發(fā)到所有可用的 CPU 內(nèi)核來(lái)最大程度地提高效率。
Goroutines 是 Golang 內(nèi)置功能的一部分，而 Rust 僅支持本地 async/await 語(yǔ)法來(lái)支持并發(fā)。因此，在并發(fā)方面，Golang 的開(kāi)發(fā)人員有經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)。但是，Rust 在保證內(nèi)存安全方面要好得多。
這是 Rust 的簡(jiǎn)化線程的示例：
- use std::thread;
- use std::time::Duration;
- fn main() {
- // 1. create a new thread
- thread::spawn(|| {
- for i in 1..10 {
- println!("thread: number {}!", i);
- thread::sleep(Duration::from_millis(100));
- }
- });
- println!("hi from the main thread!");
- }
并發(fā)一直是開(kāi)發(fā)人員的棘手問(wèn)題。在不影響開(kāi)發(fā)人員體驗(yàn)的情況下保證內(nèi)存安全的并發(fā)性并不是一項(xiàng)容易的任務(wù)。但是，這種極端的安全重點(diǎn)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(lái)防止未經(jīng)請(qǐng)求的資源訪問(wèn)，以防止出現(xiàn)內(nèi)存安全錯(cuò)誤。
Rust 提供了四種不同的并發(fā)范例，以幫助您避免常見(jiàn)的內(nèi)存安全陷阱。我們將仔細(xì)研究?jī)蓚€(gè)常見(jiàn)的范例：channel 和鎖。
Channel
channel[6] 有助于從一個(gè)線程傳送消息到另一個(gè)。雖然 Golang 也存在此概念，但 Rust 允許您將指針[7]從一個(gè)線程轉(zhuǎn)移到另一個(gè)線程，以避免爭(zhēng)用資源。通過(guò)傳遞指針，Rust 可以對(duì) channel 強(qiáng)制執(zhí)行線程隔離。同樣，Rust 在并發(fā)模型方面表現(xiàn)出對(duì)內(nèi)存安全的癡迷。
鎖
僅當(dāng)持有鎖[8]時(shí)才能訪問(wèn)數(shù)據(jù)。Rust 依賴(lài)于鎖定數(shù)據(jù)而不是 cod 的原理，而 cod 經(jīng)常在諸如 Java 之類(lèi)的編程語(yǔ)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(qǐng)查看“使用 Rust 進(jìn)行無(wú)所畏懼的并發(fā)[9]”。
內(nèi)存安全
較早的所有權(quán)概念是 Rust 的主要賣(mài)點(diǎn)之一。Rust 將類(lèi)型安全[10]提升到了新的水平，這對(duì)于實(shí)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(huì)檢查您使用的每個(gè)變量以及您引用的每個(gè)內(nèi)存地址。它避免了可能發(fā)生的數(shù)據(jù)爭(zhēng)用情況，并通知您未定義的行為?！?/p>
這意味著由于 Rust 對(duì)內(nèi)存安全性的極度癡迷，您最終不會(huì)出現(xiàn)緩沖區(qū)溢出或爭(zhēng)用情況。但是，這也有其缺點(diǎn)。例如，您在編寫(xiě)代碼時(shí)必須非常了解內(nèi)存分配原則。始終保持您的內(nèi)存安全防護(hù)并不容易。
開(kāi)發(fā)人員體驗(yàn)
首先，讓我們看一下每種語(yǔ)言的學(xué)習(xí)曲線。Golang 在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了簡(jiǎn)單性。開(kāi)發(fā)人員經(jīng)常將其稱(chēng)為“無(wú)聊”語(yǔ)言，也就是說(shuō)，其有限的內(nèi)置功能集使 Golang 易于學(xué)習(xí)、使用。
此外，Golang 提供了比 C++更簡(jiǎn)單的替代方案，隱藏了諸如內(nèi)存安全性和內(nèi)存分配等方面的內(nèi)容。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)您不斷考慮內(nèi)存安全性時(shí)，您的工作效率就會(huì)降低，并且您的代碼注定會(huì)變得更加復(fù)雜。
與 Golang 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(dòng)態(tài)語(yǔ)言相比，Golang 的學(xué)習(xí)曲線較為陡峭。
何時(shí)使用 Golang
Go 在各種用例中都能很好地工作，使其成為創(chuàng)建 Web API 的 Node.js 的絕佳替代品。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(gè)獨(dú)立請(qǐng)求的服務(wù)器端應(yīng)用程序”。這正是 Golang 提供 goroutines 的原因。
此外，Golang 內(nèi)置了對(duì) HTTP Web 協(xié)議的支持。您可以使用內(nèi)置的 HTTP 支持快速設(shè)計(jì)一個(gè)小型 API，并將其作為微服務(wù)運(yùn)行。因此，Golang 非常適合微服務(wù)架構(gòu)并滿(mǎn)足 API 開(kāi)發(fā)人員的需求。
簡(jiǎn)而言之，如果您重視開(kāi)發(fā)速度并且更喜歡語(yǔ)法簡(jiǎn)單而不是性能，那么 Golang 是一個(gè)很好的選擇。最重要的是，Golang 提供了更好的代碼可讀性，這對(duì)于大型開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)而言是一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。
在以下情況下選擇 Golang：
- 您關(guān)心簡(jiǎn)單性和可讀性
- 您需要一種簡(jiǎn)單的語(yǔ)法來(lái)快速編寫(xiě)代碼
- 您想使用支持 Web 開(kāi)發(fā)的更靈活的語(yǔ)言
何時(shí)使用 Rust
當(dāng)性能很重要時(shí)，例如在處理大量數(shù)據(jù)時(shí)，Rust 是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。此外，Rust 為您提供了對(duì)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 具有陡峭的學(xué)習(xí)曲線，并且由于內(nèi)存安全性的額外復(fù)雜性而減慢了開(kāi)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(gè)數(shù)據(jù)指針時(shí)，您不會(huì)遇到內(nèi)存安全性錯(cuò)誤。對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，此保證會(huì)派上用場(chǎng)。
在以下情況下選擇 Rust：
- 您關(guān)心性能
- 您想要對(duì)線程進(jìn)行細(xì)粒度的控制
- 您重視內(nèi)存安全而不是簡(jiǎn)單性
Go vs. Rust：我的大實(shí)話
讓我們從突出相似之處開(kāi)始。Go 和 Rust 都是開(kāi)源的，旨在支持微服務(wù)架構(gòu)和并行計(jì)算環(huán)境。兩者都通過(guò)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(yǔ)言是最好的?
有很多方法可以解決這個(gè)問(wèn)題。我建議考慮要構(gòu)建哪種類(lèi)型的應(yīng)用程序。Golang 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(shí)支持微服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。
您還可以使用 Rust 來(lái)開(kāi)發(fā) Web API，但并不是在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到此用例。Rust 對(duì)內(nèi)存安全性的關(guān)注增加了復(fù)雜性和開(kāi)發(fā)時(shí)間，尤其是對(duì)于相當(dāng)簡(jiǎn)單的 Web API。但是，對(duì)代碼的大量控制使您可以編寫(xiě)更優(yōu)化，內(nèi)存效率更高且性能更高的代碼。
簡(jiǎn)而言之，Golang 與 Rust 的爭(zhēng)論實(shí)際上是一個(gè)簡(jiǎn)單與安全的問(wèn)題。
有關(guān)更多觀點(diǎn)，請(qǐng)查看“在 Go 和 Rust 之間選擇[13]”。
LogRocket：全面了解線上 Rust 應(yīng)用程序
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