每一位 JS 开发者都应该学习如何使用 Rust

第一次接触 Rust 🦀 时，它并未在我心中掀起波澜。大概在两年前，我还是一名Web 开发者，最常用的编程语言是 JavaScript。彼时 Rust 在我眼中，犹如一座高耸入云的山峰，令人望而生畏。

今年年初，我决定开始自学 Rust。你猜这段时间发生了什么？其实也没发生什么大事，我仍然还是一名 Web 开发者，但我知道了用 Rust 编写程序能够编译成 WebAssembly 在浏览器中运行，于是一股热情的火花便在我心中骤然迸发。

在这篇文章中，我将以 JavaScript 开发者的独特视角，带你领略 Rust 的风采，并娓娓道来两者的异同。我希望我的见闻和感悟，能激励你踏上 Rust 的征程！

Rust 是何方神圣？

Rust 编程语言由 Mozilla 创造，其第一个稳定版本诞生于 2015 年前后。它的庐山真面目是这样的：

fn main() {
    println!("Hello, World!");
}

乍一看并不那么可怕吧？你可能会说它几乎和 JavaScript 一模一样，但这只是 hello world 程序，实际上要复杂得多！在我们一探这门语言的特性之前，不妨先将 Rust 置于编程语言谱系之中，如下图所示：

Rust在编程语言谱系中的位置

编程语言之间有着分明的界限：

• 低级语言： 像 C++ 这样可以直接操控内存的语言，被视为低级语言，它们的速度非常之快。但也潜藏着巨大的危险，稍有不慎，就会打乱内存的平衡，酿成大错！
• 高级语言： 另一方面，像 JavaScript 这样无法精细控制内存的语言（内存管理全靠垃圾回收机制），被视为安全的语言，但有时性能可能会差强人意。

Rust 集速度与安全于一身，但这需要付出一定的代价：它有着陡峭的学习曲线，即便是一个小小的程序，编译时间也可能颇为漫长。

Rust 的关键特性

任何一门编程语言，都有许多需要学习的内容，但我想重点介绍四个主题，精通它们，方能运用 Rust 的神力。

类型

JavaScript 是一门动态类型语言，我们可以做一些有趣的事情，比如从字符串 wat 中减去数字 1，并获得意想不到的结果[1]。这是因为 JavaScript 的类型系统不够严谨。而在 Rust 中，如果你胆敢对两个不同类型的数字做加法，分分钟就会被编译器逮个正着：

fn main() {
    let a: i32 = 42;
    let b: f64 = 1.0;
    println!("{}", a + b); // 错误：a 和 b 的类型不同
}

当你初涉 Rust 时，你会遇到许多错误，一开始可能会对编译器恨之入骨：

你会和这只狗狗一样，与 Rust 编译器斗智斗勇。不要慌，我们都要经历这个过渡阶段。

不可变性

函数式编程语言以使用不可变数据结构闻名。作为 JavaScript 开发者，我们并非必须使用不可变性，但像 Redux[2] 和 Immutable.js[3] 这些广受欢迎的库，为我们树立了良好的典范。如今，我们有 let 和 const 关键字，可以分别声明可变和不可变变量。

在 Rust 中，我们只需用 let 来声明变量，默认情况下，它们就是不可变的。如果想让数据可变，需要在声明时冠以 mut 关键字，像这样：

fn main() {
    let a = 42;  
    let mut b = 1;

    a = 43; // 错误：a 不可变
    b = 2;
}

所有权

在我看来，这是学习 Rust 最难掌握的概念，因为它与我接触过的其他语言大相径庭，但这正是 Rust 快速安全的秘诀所在！

当你将数据交给一个变量时，就是在宣告这个变量拥有它，而每一份数据只能被一个变量所有。我们来看一个示例：

fn main() {
    let x = String::from("hello"); // x 拥有 "hello" 字符串
    let a = x; // 此时 a 获得了 "hello" 的所有权，x 已然失效
    do_something(x); // 错误：x 不能再被使用！  
}

在 Rust 中，null 和 undefined 是不存在的，因此我们不能使用没有值的变量。在上面的例子中，当我们将 a 赋值给 x 时，实际上是将 x 的值移动到了 a，此时 x 就失去了它的价值。函数参数的传递，也遵循同样的法则：

fn main() {
    let x = String::from("hello");
    do_something(x);
    do_other_thing(x); // 错误：x 不能再被使用！
}

fn do_something(s: String) {
    // 使用 s 做一些事情
}  

当我们调用 do_something 函数时，x 的值被移动到了参数 s。函数执行完毕，返回 main，x 已然失去了它的意义。

前面的行为并非总是我们所期望的，这就是为什么在 Rust 中，我们可以借用东西！如果你不想将值从一个变量移动到另一个变量，可以使用引用，如下所示：

fn main() {
    let x = String::from("hello");
    do_something(&x);
    do_other_thing(&x); // 现在可以了，因为我们没有移动值
}

fn do_something(s: &String) {
    // 使用 s 做一些事情
}

当我们在 Rust 的国度里畅游时，编译器会时刻提醒我们要遵守所有权和借用的规则，如果我们试图做一些违背规则的事情，编译器就会出声警告。

如果你在初次学习所有权和借用后感到很困惑，这很正常！你的大脑正在努力适应内存管理的新概念，这个过程可能会有些不适。我建议你观看这个视频[4]，以进一步加深对这个主题的理解。

结构体

Rust 虽然不是一门面向对象的语言，但它有一些特性可以模拟面向对象语言的某些行为。在 JavaScript 中使用类时，只需要在同一个地方处理数据和方法。而 Rust 会将数据表示与操作数据的方法优雅地分开，就像这样：

struct Dog {
    name: String,
    score: i32
}

impl Dog {
    fn say_something(self: &Dog) {
        println!("Hey, my name is {}... I mean WOOF!", self.name);
    }
}

fn main() {
    let dog = Dog { name: String::from("Boira"), score: 13 };
    dog.say_something();
}

struct Dog 看起来很像一个 JavaScript 对象，但它不是。struct 定义了一些数据的结构，它有两个命名字段：name 和 score。在 struct 下面，你可以看到一个实现块（简称 impl）。我们可以在其中声明操作数据的方法，注意，如果我们想将函数与该数据关联起来，需要将 self 作为第一个参数传递。是不是有点像 Python？

如果我们省略 self 值，就声明了一个与任何特定数据都不相关的方法。你可以把它想象成 JavaScript 类中的静态方法[5]。

Rust 能做什么？

使用 Rust 之前，需要先安装它，这很简单，只需要访问 https://rustup.rs/ 网站下载官方工具链安装程序。它有点类似于 JavaScript 中常用的 nvm[6] 项目。

接下来，你需要用到一些现成的库，初学者千万不要从零开始撸。就像 JavaScript 中的 NPM 包一样，Rust 也有类似的概念叫 crates。访问 Rust 官方的 crates 注册中心 crates.io[7]，探索 Rust crates 的奇妙世界。

Rust 非常通用，可以应用于很多领域，社区在不同的网站上做了很大努力来跟踪这些领域：

• www.arewewebyet.org[8]：即使没有像 Ruby on Rails 那样成熟的框架，你也可以用 Rust 构建 Web 应用！如果你想在 Web 开发的道路上继续探索，建议看看 Rocket[9] 框架。甚至还可以使用 Juniper[10] 来创建 GraphQL API！
• www.arewegameyet.com[11]：完全控制内存管理是创建某些类型游戏的必要特性，所以 Rust 是一个很好的选择！如果你对游戏开发感兴趣，不妨探索一下 Amethyst[12] 游戏引擎的奇妙之处。
• www.arewelearningyet.com[13]：机器学习是目前另一个热门话题。Rust 在这方面的生态系统目前还不是很完善，做机器学习可能不如 Python，但如果你对这个话题感兴趣，不妨去他们的网站看看！

最后，如果你正在做 Web 开发，那你很幸运！你可以用 Rust 创建程序，编译它们，并与现有的 JavaScript 代码无缝结合。实现这一点的技术是 WebAssembly[14]，现在可以在所有现代浏览器中使用它[15]。

如果你想尝试一下，建议阅读官方的 Rust 和 WebAssembly 电子书[16]，开启一段奇妙的探索之旅。

结语

Rust 是一门非常酷的语言，可以用来构建很多有趣的东西！如果你像我一样是一名 Web 开发人员，你会发现 WebAssembly 这个主题非常吸引人，我希望将来自己可以多写一些关于 Rust 的精彩文章。

如果你想尝试使用 Rust，建议查看官方文档[17]，并尝试用 Rust 重写部分现有的 JavaScript 程序。实践是通往精通之路的金钥匙！

❝原文链接🔗：https://www.codegram.com/blog/rust-for-js-developers/

引用链接

[1]

结果: https://www.destroyallsoftware.com/talks/wat

[2]

Redux: https://redux.js.org/

[3]

Immutable.js: https://immutable-js.github.io/immutable-js/

[4]

视频: https://www.youtube.com/watch?v=8M0QfLUDaaA

[5]

静态方法: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Classes/static

[6]

nvm: https://github.com/nvm-sh/nvm

[7]

crates.io: http://crates.io

[8]

www.arewewebyet.org: http://www.arewewebyet.org

[9]

Rocket: https://rocket.rs/

[10]

Juniper: https://github.com/graphql-rust/juniper

[11]

www.arewegameyet.com: http://www.arewegameyet.com

[12]

Amethyst: https://amethyst.rs/

[13]

www.arewelearningyet.com: http://www.arewelearningyet.com

[14]

WebAssembly: https://webassembly.org/

[15]

使用它: https://caniuse.com/#search=webassembly

[16]

Rust 和 WebAssembly 电子书: https://rustwasm.github.io/docs/book/

[17]

官方文档: https://doc.rust-lang.org/book/