2021 年，Stack Overflow 发布了他们的年度开发者报告，报告中一个很有意思的数据是 Rust 一骑绝尘，打败一众编程语言，夺得了“最受程序员喜爱的编程语言”这个称号，而且这已经是 Rust 连续第五年蝉联这个荣誉了。
那么，Rust究竟是一门怎样的语言? 为什么连续五年夺得”最受程序员喜爱的编程语言”称号。
今天由我和大家一起聊聊, 同时欢迎大家来参加我的公开课
今天给大家带来的主题是：认识面向基础架构语言Rust, 推荐大家使用Rust来编写健壮的应用程序.
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首先我来简单的介绍一下自己.
我叫苏林, 是一名从事于互联网研发的程序员, 也是一名技术爱好者, 在互联网行业沉浮十余年, 先后效力于电商、SaaS领域, 对底层系统级开发比较感兴趣, 也才促使我学习和探索Rust语言.
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我今天想给大家分享的内容一共包含四部分：
第一: Rust诞生背景 任何一门技术的诞生，它都是为了解决一个问题。那么 Rust 是为了解决什么问题而存在？这是我们面对Rust语言的时候，必须要先搞清楚的一个问题。
第二: Rust语言设计思想 通过了解Rust语言的设计思想，来看看 Rust 语言如何解决它想解决的那些问题。
第三: Rust语言的发展前景 我们每个人的精力都有限, 所以选择一门语言来学习, 你很可能会考虑这样一个问题, 前景如何,
第四: 通过一个Hello world理解Rust语言如何执行 通过一个Hello world的程序, 带领大家了解Rust代码如何执行.
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我们先来了解第一部分，Rust 诞生背景。
Rust 语言到底想解决什么问题呢？接下来就带领大家一起回顾一下
Rust诞生背景
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最初，Rust 是 Mozilla 公司员工 Graydon Hoare (格雷顿 霍尔) 的私人项目。Hoare 是一名职业的编程语言工程师，他的日常工作就是给其他的语言开发编译器和工具集，但并不会参与背后的设计工作。老干这种活儿，自然而然的，Hoare 就萌生了开发一门编程语言的想法，这门语言就是 Rust。
2006 年，Hoare 开始在业余时间设计并开发 Rust 的早期版本。任何一门新技术的诞生，都是为了解决某些问题，Rust 也不例外。
自操作系统诞生以来，系统级主流编程语言从汇编语言到 C 到 C++，已经发展了近 50 个年头，但依然存在两个难题：
- 很难编写内存安全的代码；
- 很难编写线程安全的代码。
这两个难题存在的本质原因是 C/C++ 属于类型不安全的语言，它们薄弱的内存管理机制导致了很多常见的漏洞。其实 20 世纪 80 年代也出现过非常优秀的语言，比如 Ada(ei 达) 语言。Ada 拥有诸多优秀的特性：可以在编译期进行类型检查、没有 GC 式确定性内存管理、内置安全并发模型、无数据竞争、系统级硬实时编程等。但它的性能和同时期的 C/C++ 相比确实是有差距的。那个时代计算资源匮乏，大家追求的是性能。所以，大家都宁愿牺牲安全性来换取性能。这也是 C/C++ 得以普及的原因。
但随着硬件演进的速度不断加快，Hoare 认为，未来的互联网除了关注性能，一定还会高度关注安全性和并发性，以前那些青睐于 C 和 C++ 的设计方式将会不断的发生改变。
基于这样的认知，Hoare 在设计时对 Rust 的期望是：性能可以和 C/C++ 媲美，还能保证安全性，同时可以提供高效的开发效率，代码还得容易维护。
可以说，Rust 诞生之初就是奔着 C/C++ 去的，Hoare 在一次采访中就曾说过：
纵观周围，大部分堆栈级的系统代码都是用 C 或者 C++ 编写的，而那正是我们的目标所在。同时，我们的目标人群正是那些纠结的 C/C++ 程序员，实际上就是我们自己。如果你也和我们一样，不断重复地迫使自己因为 C++ 的高效和部署特性而选择它来进行系统级的开发，却又希望可以编写一些更加安全而省心的程序的话，希望我们可以给你一些帮助。
正是因为 Hoare 以这种观点作为基石，才使得今天的Rust成为了一门同时追求安全、并发和性能的现代系统级编程语言。
Rust语言设计思想
为了达成目标，Rust 语言遵循了四条设计哲学：
安全
来看安全。Rust 是静态的，拥有丰富的类型系统和所有权语义模型，保证了内存安全性和线程安全性。 举个例子，C 语言中很容易出现整数溢出，如果被黑客利用，就会出现安全问题，而 Rust 中的每个值都只能被一个所有者拥有，所以 C 语言常遇到的这类问题，对 Rust 来说都不是问题。
同时，借助类型系统的强大，Rust 编译器可以在编译期就对类型进行检查，及时发现内存不安全的问题，使开发者能在编译阶段就将诸多类型错误扼杀于萌芽之中。当然，凡事都有两面性，之前，我一位从 C++ 转向 Rust 的程序员朋友就吐槽过，“C++ 是调试的时候想撞墙，而 Rust 是编译的时候想撞墙。”
并发
来看并发。并发和并行是技术圈内永不会过时的话题，而 Rust 在设计层面就提供了一整套机制来保证并发的安全性。举个例子，数据并发在多线程程序中是一个常见的危险因素，而 Rust 通过所有权模型，非常清晰地定义了一个安全的边界，保证你的代码不会出问题。
高效
来看高效。Rust 没有运行时机制，也没有垃圾回收机制，所以它非常快并且内存效率极高。同时，Rust 可以为关键性能服务提供支持，还可以轻松地与其他语言集成。
零成本抽象
除了安全、并发、高效，Rust 还追求高效开发和性能。
编程语言如果想做到高效开发，就必须拥有一定的抽象表达能力。关于抽象表达能力，最具代表性的语言就是Ruby。Ruby 代码和 Rust 代码的对比示意如代码清单 1-1 所示。
# Ruby代码
5.times{ puts "Hello Ruby"}
2.days.from_now;
# Rust代码
5.times(|| println!(“Hello Rust”));
2.days().from_now();
代码清单 1-1：Ruby 代码和 Rust 代码对比示意
在代码清单 1-1 中，代码第 2 行和第 3 行是 Ruby 代码，分别表示“输出 5 次”Hello Ruby””和“从现在开始两天之后”，代码的抽象表达能力已经非常接近自然语言。再看第 5 行和第 6 行的 Rust 代码，它和 Ruby 语言的抽象表达能力是不相上下的。
但是 Ruby 的抽象表达能力完全是靠牺牲性能换来的。而 Rust 的抽象是零成本的，Rust 的抽象并不会存在运行时性能开销，这一切都是在编译期完成的。代码清单 1-1 中的迭代 5 次的抽象代码，在编译期会被展开成和手写汇编代码相近的底层代码，所以不存在运行时因为解释这一层抽象而产生的性能开销。对于一门系统级编程语言而言，运行时零成本是非常重要的。这一点，Rust 做到了。Rust 中零成本抽象的基石就是泛型和 trait。
Rust发展前景
今天的Rust成为了一门同时追求安全、并发和性能的现代系统级编程语言, 正是得益于这些特性，Rust 语言近年来接连获得国内外多家大厂的公开支持。
微软宣布将探索使用 Rust 编程语言作为 C、C++ 和其他语言的替代方案，以此来改善应用程序的安全状况，并进行了一些使用 Rust 重写 Windows 系统组件的实验。
大厂都在使用Rust
- 微软宣布将探索使用 Rust 编程语言作为 C、C++ 和其他语言的替代方案
- AWS 在其开源博客上发文陆续使用 Rust 编写了多款产品, AWS 更是将 Rust 编译器团队负责人纳入麾下，进一步壮大了其内部的 Rust 团队。
- 国内PingCAP公司的TiKV已经快3.0了，使用Rust开发。
- 国内区块链公司秘猿，Nervos公链，也使用Rust开发。
- 知乎搜索引擎用Rust构建。
- 阿里蚂蚁金服时序数据库、淘宝广告推荐算法都已经使用了Rust。
- 腾讯云也在开始布局Rust
- Parity、以太坊区块链。
- Atlassian，在后端使用Rust。
- Dropbox，在前后端均使用了Rust。
- Facebook，使用Rust 重写了源码管理工具。
- Google，在Fuchsia 项目中部分使用了Rust。
- Microsoft，在Azure IoT 网络上部分使用了Rust。
- npm，在其核心服务上使用了Rust。
- RedHat，使用Rust 创建了新的存储系统。
- Reddit，使用Rust 处理评论。
- Twitter，在构建团队中使用Rust。
重点提一下区块链领域
Rust己经成为区块链领域第一开发语言, 越来越多的著名区块链项目已经选择使用Rust作为其开发语言，包括但不限于 Parity, Polkadot, Substrate, Grin, Ethereum classic, Holochain, Cardano-rust, Exonum, Lighthouse, Nimiq, Nervos, Conflux-rust, Codechain, Witnet. Rust语言正在IT工业各个领域快速发展，而由于区块链本身的特质，区块链领域是较早接纳Rust的领域之一。在区块链领域，Rust正以势如破竹之势占领区块链新兴项目市场，很多著名的老项目也在考虑转向使用Rust重写。
Rust语言如何执行
Rust 从诞生伊始，就考虑到了平台移植性问题。通常编译阶段被分为前端和后端两部分，Rust 作为编译语言，也是这样划分的。Rust 编译器是一个编译前端，它的工作是对代码进行词法分析、语法分析、类型检查、生成中间代码、进行独立于目标机器的优化等工作。使用 LLVM 作为编译器后端代码生成框架，则可以利用 LLVM 兼容多个目标机器的特性，实现跨平台编译和优化等工作。所以，用户在使用 Rust 时，大多数时候无须考虑各个目标机器平台的特有性质，基本上可以做到一次编写，到处运行。而当用户在需要处理跨平台兼容性问题的时候，Rust 也以第三方 crate 的形式提供了诸多辅助。
Rust 源码经过分词和解析，生成 AST（抽象语法树）。然后把 AST 进一步简化处理为 HIR（High-level IR），目的是让编译器更方便地做类型检查。HIR 会进一步被编译为 MIR（Middle IR），这是一种中间表示，它在 Rust1.12 版本中被引入，主要用于以下目的。
缩短编译时间。MIR 可以帮助实现增量编译，当你修改完代码重新编译的时候，编译器只计算更改过的部分，从而缩短了编译时间。
缩短执行时间。MIR 可以在 LLVM 编译之前实现更细粒度的优化，因为单纯依赖 LLVM 的优化粒度太粗，而且 Rust 无法控制，引入 MIR 就增加了更多的优化空间。
更精确的类型检查。MIR 将帮助实现更灵活的借用检查，从而可以提升 Rust 的使用体验。
最终，MIR 会被翻译为 LLVM IR，然后被 LLVM 的处理编译为能在各个平台上运行的目标机器码。
本课小结
Rust 的产生看似偶然，其实是必然。未来的互联网注重安全和高性能是必然的趋势。GH 看到了这一点，Mozilla 也看到了这一点，所以两者才能一拍即合，创造出 Rust。
Rust 从 2006 年诞生之日开始，目标就很明确——追求安全、并发和高性能的现代系统级编程语言。
所以，你准备好学习 Rust 了吗？
