C、C++ 將退休，Rust 欲上位？

整理 | 蘇宓

Rust 這把火在微軟Azure CTO Mark Russinovich的助力下，似乎越燒越旺。而每當波及程式語言時，紛爭再起，這不，近日外媒 The Register 在發出「是時候在新程序中用 Rust 來讓 C、C++ 了嗎？」的問句，引發了不少開發者的熱議。

Rust vs C++

相比程式語言榜單的 Top 級語言，Rust 要稍顯年輕一些。最初，Rust 僅僅是由 Mozilla 的一位工程師 Graydon Hoare 開發的，隨後得到了 Mozilla 的贊助，目的是為開發他們的瀏覽器 Mozilla Firefox 創造一個更好的工具。

2010 年，Rust 首次對外公開開發這個語言的計劃。2015 年 5 月，Rust 1.0 版本正式發佈。作為一種多正規化的程式語言，Rust 專注於性能和安全，特別是安全併發。Rust 在語法上與 C++ 相似，但它提供更高的速度和更好的記憶體安全，不用自動垃圾回收，也無需手動釋放。

在安全的記憶體管理方面，不少開發者視 Rust 是一種更具創新性的系統級語言，因為它不允許懸空指針或空指針。它是為了在不影響性能和速度的情況下做到安全、可靠而創建的。多數情況下，Rust 被用來開發設備驅動程序和作業系統，如 BlogOS、intermezzOS、QuiltOS、Redox、RustOS、Rux、Tafflin 和 Tock。它也被用於瀏覽器，如 Mozilla Firefox、遊戲等方面。

Hello World 用法示例如下：

fn main() {println! ("Hello World!")。}

與之相對應的 C++，是由丹麥電腦科學家 Bjarne Stroustrup 開發的高級、通用的物件導向的程式語言，屬於一種 “類C”語言。C++ 的設計偏重於系統程式設計和嵌入式、資源受限的軟體和大型系統，性能、效率和使用的靈活性是其設計亮點。使用 C++，程式設計師可以對系統資源和記憶體進行高度控制，也可以為程序提供清晰的結構，並允許程式碼被重複使用。

從使用維度來看，C++ 方便開發者用較少的編譯和執行時間建立超級快速的應用程序，因為它有豐富的標準庫，稱為 “STL-庫”。你可以建立各種各樣的應用程序，從 GUI 應用程序到 3D 圖形、遊戲、桌面應用程序，以及核心計算機視覺應用程序。

Hello World 示例如下：

#include int main() {std::cout << "Hello, world!";return 0;}

相比 C、C++，Rust 有什麼樣的優勢？

整體而言，Rust 的設計是以性能和安全為前提，C、C++ 更注重在速度提升上，安全性可能要排到第二位。

The Register 也在文章中做出如此評價：的確，或許你總是可以寫出完美安全的 C 和 C++ 程式碼。只是，這對於大多數人而言，從來都不是一件容易的事。因為這兩種語言都太容易造成記憶體錯誤了，如帶來無效的堆和棧記憶體訪問；記憶體洩漏；不匹配的記憶體分配和反分配；以及未初始化的記憶體訪問。

現實中，也有不少企業在 C、C++ 的安全上「翻了車」。此前，英特爾技術諮詢工程師 Naveen Gv 表示，”記憶體錯誤在 C 和 C++ 應用程序中非常普遍，而且……可能難以重現，難以調試，而且糾正起來可能也很昂貴。”

早在 2019 年，微軟稱自 2006 年以來，所修復的 CVE 中約有 70% 是由於記憶體安全問題造成的。2020 年，微軟雲開發者 Ryan Levick 公開表示，「我們使用的語言很古老，來自不同的年代，無法為我們提供防範種種漏洞的能力。C++ 不是一種記憶體安全的語言，沒人會真的假裝它是記憶體安全的語言。」

除了微軟，Google 的開發者也在基於 Chromium 核心的網路瀏覽器程式碼中發現了同樣比例的記憶體問題。

相較之下，使用 Rust 雖然無法 100% 地杜絕安全錯誤的發生，但是它也不容易犯 C、C++ 應用程序中常見的記憶體錯誤。另外，Rust 還有一個優勢，就是使得編寫併發程序變得更加容易，這也有助於其在容器、雲中落地應用。

Rust 為什麼突然爆火？

不過當論及 Rust 為什麼在短短几年後的今天突然崛起，目前據 Slashdata 最新資料統計，Rust 在過去一年中使用數量幾乎增加了兩倍，實則 Rust 的爆火的經歷與曾經 Python 的經歷有些雷同。也正如此前 MegaEase CEO 陳皓（左耳朵耗子）曾分享過具有競爭性的技術無外乎有三個特性：

有殺手級應用：無論是什麼技術，它一定要是能解決痛點問題的。
有大廠的支持：需要明白，大公司不會把錢浪費在一些「無用功」上，它一定會投資一些有價值的技術。譬如 Go 語言的背後是 Google、Java 的背後亦是很多巨頭公司支持的。
有強大的社區支持。

對於 Rust 而言，其得以迅速崛起，一方面，離不開諸多大廠的投入使用。譬如，微軟在 VS Code、Visual Studio 等工具都已經提供了對 Rust 的良好支持；Google 於去年也宣佈 Android 支持 Rust 語言來開發作業系統，並支持 Linux 核心引入 Rust 程式碼；亞馬遜為此更早之前還聘用了 Rust 編譯器團隊負責人之一的 Felix Klock，以及 AWS 從很早開始並宣佈贊助 Rust 開源項目等等。

另一方面，基於 Rust 語言自身雖然並沒有絕對的「殺手級應用」誕生，但是不乏頂級的項目引入。在 2022 Linux 核心維護者峰會上，Linus 提議將 Rust 支持合併到 Linux 6.1 中。隨後，微軟 Azure CTO Mark Russinovich 在 Twitter 上公開呼籲，「現在是時候停止在 C/C++ 中啟動任何新的項目了，一切需要無垃圾回收語言的場景都該使用 Rust。出於安全性和可靠性的考慮，業界應該宣佈這些語言已經被棄用。」

不過，Russinovich 並不是直接建議把所有已經用 C 或 C++ 寫好的東西都扔掉，其表示，「有大量的 C/C++ 將被維護和發展數十年（或更長時間）。昨晚我為 Handle 編寫了一個功能，添加到我編寫的大約 85,000 行 Sysinternals C/C++ 程式碼中。也就是說，對於新工具，我會偏向於 Rust。」