За каждым блокчейн-проектом стоит хорошо написанная и функциональная программа. Каждый разработчик блокчейна использует определенный язык программирования в зависимости от своих предпочтений или типа проекта, который он разрабатывает. В этой статье мы рассмотрим язык программирования Rust - популярный язык программирования, в котором, помимо прочих ключевых особенностей, особое внимание уделяется скорости и безопасности.

Что такое язык программирования Rust?

Источник: Официальный сайт

Rust - это язык программирования, который был разработан компанией Mozilla в 2010 году. Он был разработан, чтобы решить проблему недействительного доступа к памяти, с которой сталкивались разработчики, используя C и C++ для создания высокопрограммируемых приложений. С помощью Rust программисты могут разрабатывать и писать компьютерные программы, которые способствуют плавной интеграции программных и аппаратных компонентов компьютера.

Основная цель Rust - повышение безопасности, скорости обработки, параллельности и возможности параллельного выполнения нескольких вычислений. Rust обычно используется для разработки сложных приложений, таких как игровые движки, операционные системы и браузеры, которые требуют масштабируемости.

История ржавчины

Rust начался с личного проекта сотрудника Mozilla Research Грейдона Хоара (Graydon Hoare) в 2006 году. В 2019 году компания Mozilla, в рамках продолжающейся разработки экспериментального браузерного движка под названием Servo, решила спонсировать этот проект. Первая функциональная версия языка была выпущена в 2010 году и за эти годы претерпела несколько изменений, чтобы обрести нынешнюю популярность.

Что делает язык программирования Rust уникальным

Rust обладает некоторыми особенностями, которые обеспечивают успех этого языка. Эти особенности облегчают пользователям применение этого языка при написании кода для блокчейн-проектов. Некоторые из этих функций включают:

Система владения

Rust использует строгую систему владения, гарантируя, что у каждой введенной части данных есть единственный владелец, и она автоматически деаллоцируется, когда перестает быть ценной. Эта функция позволяет устранить такие распространенные источники ошибок, как разыменование нулевого указателя.

Заемные средства и срок службы

Программа проверки заимствований в языке обеспечивает соблюдение очень строгих правил для неизменяемых и изменяемых ссылок, что гарантирует отсутствие распространенных ошибок в программировании. Концепция Lifetime, с другой стороны, помогает предотвратить появление висячих ссылок. Это достигается за счет соблюдения строгих правил относительно того, как долго ссылки остаются действительными.

Подбор шаблонов

Rust, благодаря своему мощному механизму сопоставления образцов, может облегчить работу с кратким и выразительным кодом, используемым для работы с различными структурами данных и управления потоками. Эта функция позволяет разработчикам писать лаконичный и выразительный код, используемый для обработки различных случаев, делая коды более читаемыми и удобными в обслуживании.

Трейты и дженерики

Система признаков Rust позволяет повторно использовать код благодаря общему программированию и полиморфизму на основе признаков. Дженерики обеспечивают гибкость при написании кода, который может работать с различными типами данных, повышая удобство повторного использования кода и общую производительность.

Concurrency

Модель параллелизма в Rust основана на владении и трейтах. Модель гарантирует безопасный и эффективный параллельный код без гонок данных. Это позволяет разработчикам писать параллельный код с уверенностью, избегая распространенных ловушек, которые возникают при параллельном программировании.

Менеджер по работе с грузовыми пакетами

Встроенный в язык менеджер пакетов, Cargo, упрощает управление зависимостями, сборку, тестирование и создание документации.

Экосистема ржавчины

Rust выходит за рамки простых спецификаций языка и компиляторов. В ней уделяется особое внимание нескольким аспектам создания и поддержки высококачественного производственного программного обеспечения. Кроме того, программа установки языка программирования Rust, rustup, позволяет пользователям легко устанавливать несколько параллельных цепочек инструментов.

Инсталляции Rust оснащены Cargo, инструментом командной строки, который управляет зависимостями, запускает тесты, генерирует документацию и многое другое. Экосистема также использует сайт сообщества для обмена и открытия библиотек Rust под названием crates.io. Любая библиотека, опубликованная на этом сайте, будет иметь документацию, разработанную и выпущенную на docs.rs.

Rust - это живое, гостеприимное сообщество, в котором есть несколько официальных и неофициальных мест, где люди могут получить помощь: чаты, пользовательские форумы, Rust subreddit, вопросы и ответы Stack overflow, а также чаты. В экосистеме действует кодекс поведения, за соблюдением которого следит команда модераторов, чтобы пространство было гостеприимным и безопасным.

Проекты, созданные с помощью Rust

Rust показал себя как надежный язык, в котором особое внимание уделяется скорости и безопасности программ. Особенности этого языка обеспечивают ему популярность среди разработчиков, особенно в криптоиндустрии. Поэтому многие разработчики проектов применяют этот язык при создании своих проектов, некоторые из которых включают:

Polkadot

Polkadot - это блокчейн-платформа, которая обеспечивает взаимодействие между несколькими блокчейнами. В нем используется Substrate, фреймворк на основе Rust, применяемый для создания блокчейн, что позволяет создать гораздо более масштабируемое и настраиваемое блокчейн-приложение.

Solana

Solana - это блокчейн-платформа, которая использует Rust для создания программного обеспечения своих узлов. В нем используется механизм консенсуса Proof-of-History (PoH), который обеспечивает высокую пропускную способность транзакций и низкую задержку.

Элронд

Elrond - еще один проект, использующий Rust для разработки своего программного обеспечения для узлов. В нем используется уникальный механизм консенсуса под названием Adaptive State Sharding, который обеспечивает высокую пропускную способность транзакций, низкую задержку и поддерживает высокий уровень безопасности.

Протокол NEAR

Протокол NEAR - это децентрализованное приложение (dApp), которое использует Rust для создания среды выполнения и смарт-контрактов. Он масштабируемый, безопасный и удобный для разработчиков. Платформа ориентирована на создание других dApp для массового внедрения.

Приложения и примеры использования Rust

Язык программирования Rust имеет множество применений, от разработки игр до веб-разработки. Эти примеры используют скорость, простоту и безопасность Rust для создания программ, которые безопасны и работают без сбоев. Ниже приведены несколько способов применения языка программирования Rust пользователями:

Веб-разработка

Rust популярен благодаря своей производительности и безопасности, поэтому многие разработчики используют его для веб-разработки. Язык Rust создан так, чтобы в нем не было ошибок, и он способен обеспечить лучшее время выполнения и меньшую задержку. Разработчики также используют этот язык благодаря тому, что он не полагается на сборщики мусора - инструмент управления памятью, который влияет на время работы. Несмотря на то, что этот язык не является общепринятым для веб-разработки, он постепенно становится таким же популярным, как JavaScript и Python.

Сетевое программирование

Rust идеально подходит для сетевого программирования благодаря своим функциям безопасности памяти и параллелизма. Rust предлагает разработчикам, занимающимся сетевыми приложениями, лучшее из скорости и безопасности. Язык оснащен программной библиотекой Tokio, которая содержит набор инструментов, которые разработчики могут использовать для создания безопасных, эффективных и масштабируемых сетевых приложений. Rust также можно использовать для создания асинхронных сетей, разработки HTTP-клиентов и серверов, а также сетевых протоколов.

Data Science Backend

Еще одно важное применение языка программирования Rust - создание бэкэнд-систем для науки о данных. Безопасность и быстродействие Rust делают его подходящим для создания безопасных и быстрых инструментов анализа данных. Разработчики, внедрившие Rust в науку о данных, смогут реализовывать критически важные алгоритмы, строить конвейеры обработки данных и разрабатывать веб-инструменты для визуализации данных с отличными результатами.

Разработка игр

В настоящее время C# и C++ являются самыми популярными языками программирования, используемыми в играх, но Rust постепенно поднимается в рейтинге благодаря своей скорости выполнения и эффективности, что делает его подходящим для создания игр с помощью таких игровых движков, как Piston и Amethyst Engine. Rust можно использовать в разработке игр несколькими способами, например, для создания игровых движков, реализации игровой логики и кросс-платформенной разработки.

Системное программирование

Этот язык стал популярным выбором при разработке операционных систем благодаря впечатляющему уровню безопасности памяти и, как таковой, заинтересовал многих разработчиков. Системные программисты, впечатленные обратной совместимостью языка и скоростью его выполнения, используют его для борьбы с кибератаками, которые становятся все более масштабными.

Rust Vs. Solidity

Rust и Solidity - одни из самых популярных языков программирования смарт-контрактов в криптовалютном и web3-пространстве. Оба варианта полезны для программистов, которые хотят заняться разработкой смарт-контрактов.

Solidity - это объектно-ориентированный, высокоуровневый, статически типизированный язык программирования, который реализует смарт-контракты на платформе Ethereum. Язык способен обнаруживать ошибки, найденные во время компиляции, что делает его надежным. Кристиан Райтвисснер и команда разработчиков смарт-контрактов на блокчейне Ethereum создали его.

Rust и Solidity имеют некоторые общие черты, но главное различие заключается в том, что Rust не ограничивается только криптоиндустрией, как Solidity. Это также вызывает волну в финансовом мире.

Сходства между ржавчиной и солидностью

Сравнивая эти два популярных языка программирования, можно заметить, что они имеют общие черты и в то же время отличаются друг от друга на разных уровнях. Некоторые из этих сходств включают:

• Совместимость с несколькими цепочками: Solidity был создан специально для Ethereum; тем не менее, он также поддерживает несколько сайдчейнов, блокчейнов второго уровня, модульных блокчейнов и совместимых с Ethereum Virtual Machine (EVM) платформ смарт-контрактов первого уровня.
• Тьюринг-полный: Полные по Тьюрингу языки - это тип языка, который может решить любую вычислительную задачу, независимо от того, насколько сложной или трудной она может быть. Эта особенность делает оба языка подходящими для реализации логики смарт-контрактов.

Различия между ржавчиной и твердостью

Эти два популярных языка программирования обладают схожими качествами, но не одинаковы; тем не менее, ниже перечислены некоторые моменты, которые отличают эти два языка.

• Уровень языка: Solidity - это язык высокого уровня, то есть он позволяет разработчикам создавать программы гораздо более простым и удобным способом. Solidity обладает высокой степенью абстракции от деталей компьютера, что делает язык более простым в изучении и использовании. С другой стороны, Rust - это низкоуровневый язык, который является полярной противоположностью солидности. Низкоуровневые языки почти не абстрагируются от архитектуры компьютера, что делает их структурно похожими на инструкции процессора.
• Парадигмы программирования: Парадигмы программирования относятся к техникам и стилям, применяемым для решения вычислительных задач. Подход Solidity является объектно-ориентированным. Это означает, что он реализует объекты и связанные с ними процедуры в контексте программирования для создания программ. Rust, с другой стороны, является мультипарадигмальным, то есть он использует различные парадигмы для решения вычислительных задач. По сути, он может поддерживать объектно-ориентированные, императивные, функциональные и многие другие подходы.

Лучшие ресурсы для изучения языка программирования Rust

Если Вы хотите глубоко изучить Rust, существует несколько онлайн-сообществ и форумов, где Вы можете общаться и учиться у других разработчиков Rust. Чтобы начать изучать язык программирования Rust, вот несколько ресурсов, которые помогут Вам.

Официальные документы по Rust

Официальные документы Rust предлагают три различных ресурса для изучения языка Rust. Первым в списке стоит The Rust Programming Language, также известный как "книга", которая дает подробный обзор Rust, проводя новых пользователей через несколько проектов, чтобы помочь им полностью освоить язык.

Второй ресурс - это курс Rustlings, который помогает пользователям настроить инструментарий Rust и знакомит их с основами синтаксиса Rust в практической среде командной строки. Наконец, для пользователей, предпочитающих более ориентированный на код подход, в документе есть пример Rust. Он представляет собой банк примеров кода с различными практическими упражнениями, чтобы помочь пользователям получить практический опыт использования языка.

FreeCodeCamp

Курс FreeCodeCamp по языку программирования Rust - это хороший ресурс для тех, кто хочет выучить этот язык. Используя Replit, Вы будете работать полностью в выбранном Вами браузере, используя интерактивную среду программирования. FrreCodeCamp также предоставляет видеоверсию курса на канале YouTube.

Чтобы еще больше укрепить Ваши навыки работы с Rust, курс проводит пользователей через создание двух проектов: калькулятора командной строки и инструмента, объединяющего пиксели двух изображений.

Обучающий

Курс Educative под названием "Learn Rust from Scratch" предлагает пользователям более практичный подход к освоению языка программирования. Он начинается с базовой программы "Hello world" и постепенно вводит более сложные концепции, такие как массивы, строки, векторы, энумы, структуры, трейты, генерики, функции и логика. Позже он переходит к таким сложным темам, как время жизни и управление памятью.

После того, как пользователь пройдет базовый и продвинутый материал, он получит прочную основу основ Rust и будет готов к более сложным концепциям, что сделает его более уверенным в разработке проектов на Rust.

Заключение

Разные разработчики используют разные языки в зависимости от проекта, который они хотят создать, или исходя из своих предпочтений. Несмотря ни на что, Rust показал себя надежным языком и продолжает развиваться как блокчейн. В будущем мы увидим, как этот язык будет использоваться во многих других областях и в нескольких других проектах.