Rust vs Go – 对比以及各自如何满足你的需求

Rust和Go都是新兴的编程语言。它们各自解决了C和C++等先前编程语言中固有一些问题。如果你不确定哪一个适合你的项目——请查看这篇对比文章，我们将更深入地探讨Rust与Go。

通过对比，你将能清晰地了解Rust和Go各自提供的特性。我们将涵盖它们的关键特性、优缺点、相似之处和差异，并根据你的需求讨论如何正确选择。最重要的是，我们还将论证大多数团队或许可以同时使用两者来驱动他们的应用，并从仅坚持使用一种编程语言转向兼收并蓄中获益。

那么，还等什么呢？让我们开始吧。

什么是Rust？

Rust是一种高级、多范式、内存安全的编程语言，旨在解决C++遇到的一些问题。由于它受C++启发，因此也是静态类型的，并且语法与C++类似。

与其他现代编程语言不同，Rust极度关注高性能和安全应用。因此，如果你想创建一个安全又快速的应用程序，选择Rust是正确的做法。

Rust的核心设计理念包含了许多新思想。其中包括其所有权和借用模型，强制开发者编写无错误的代码。因此，你可以编写无错误的代码，因为编译器会要求程序员事先修复所有问题。

谁在使用Rust？

尽管Rust是一门新兴的编程语言（最初由Graydon Hoare于2006年开发），但它已经取得了巨大的成功。Rust的第一个重要基石是其Rust基金会。许多大公司，包括谷歌、微软、亚马逊和Dropbox，都是该基金会的成员。所有这些公司都在其生产系统中使用Rust。

Rust在开发者中也颇受欢迎，连续7年被评为最受喜爱的语言。Rust一些令人兴奋的用例包括：

• Figma使用Rust来改善前端体验。
• Coursera使用Rust来驱动基于网络的作业解决方案。
• Dropbox也使用Rust来改进其文件同步引擎。
• 最后一个值得注意的例子是npm，一个JavaScript包管理器，它使用Rust作为其主要服务。他们选择这门语言是为了避免服务中的瓶颈。

Rust的关键特性

Rust作为一种快速性能和内存安全的编程语言表现出色。它借助多种特性实现这一点，包括零成本抽象、内存和线程安全。它配备了一个优秀的编译器，可以提供详细的错误信息。你还将获得模式匹配、移动语义和类型推断。

两个关键特性是零成本抽象和内存安全。

• 零成本抽象意味着Rust可以在使用高级编程概念的同时提供低级内存访问。在没有开销的情况下，Rust开发者可以创建复杂的应用程序，而无需担心性能损失。
• 但Rust最吸引人的特性是其驱动内存安全开发环境的所有权模型。它通过借用模型对内存如何分配和访问强制执行严格的规则，从而产生内存安全的程序。它还提供线程安全，确保并发程序不会遇到竞争条件。

什么是Go？

Go（Golang或Go语言）是一种开源的静态类型编程语言，以C语言为模型。2007年，谷歌寻求提高生产力（尤其是围绕联网机器、大型代码库和多核）的答案。谷歌最初将其控制在自己手中，但在两年后的2009年将其开源。包括Ken Thompson、Robert Griesemer和Rob Pike在内的两位顶尖人才创建了Go语言。

Golang强大的标准库使其易于学习和构建。它提供了类似Python的简洁性，以及称为goroutine的特性，使其成为构建并发驱动的应用和服务的优秀编程语言。Golang也是构建Web应用的一个绝佳选择。除此之外，它也适用于大型项目和多核处理器。

简而言之，Go解决了多个问题，包括构建速度慢、依赖关系不受控制、编写自动工具困难以及跨语言开发。

谁在使用Go？

许多公司都在使用Go。其中包括谷歌、Netflix、Riot Games、Uber、Twitter、Salesforce和Paypal。

例如，Uber使用Golang为其地理围栏服务。该服务处理用户的位置和Uber的服务可用性。他们的团队迅速转向Go，因为它易于学习，并以99.99%的在线时间和可靠性赋予了其地理围栏服务新的活力。

领先的云存储公司Dropbox利用Go以最有效的方式扩展其系统。他们还将其更关键的后端从Python转向Go，从而改善了并发性。

最后是Riot Games——一家领先的视频游戏开发公司，在其大部分产品中使用Go，包括其整个后端微服务架构。

Go的关键特性

Golang作为一种编程语言表现出色，源于其对许多编程概念的独特理解。它的一些关键特性包括：

• 并发模型：Go在并发方面表现出色。它提供了一种并发模型，让开发者创建的并发操作能够完美运行。并行性是通过goroutine实现的，这是一种独立的Golang函数，为并发提供轻量级线程。此外，Go还提供了通道，在goroutine之间提供双向通信。这些通道可以包括无缓冲和有缓冲通道，分别需要现有值和未来值才能成功操作。最后，它还使用WaitGroups让程序等待线程执行完成。
• 标准库：Go拥有一个优秀的标准库，可以访问大量预写代码，便于使用。这使得开发者能够实现不同的功能，并更快、更高效地构建应用。然而，这与其他编程语言（如Rust或Python）的标准库有何不同？在这种情况下，你可以找到通常需要第三方解决方案的库。
• 易于使用：Go简单易用。它提供了简洁的语言规范，使团队能以较低的学习曲线使用Go。例如，将函数名设为UPPERCASE等简单规则对提高可读性有奇效，同时让每个人都使用相同的格式以获得更好的可读性。
• 静态类型：Go是一种静态类型编程语言。这意味着你需要在编译器开始编译之前告诉它变量的类型。这有助于捕获错误并确保更好的代码可读性。
• 代码包管理：Golang提供Go Modules，一个内置的包管理系统。随着项目增长，你可能还会添加外部包。Go包管理器通过管理安装、更新和移除来处理包依赖关系。

Rust的优缺点

就像任何其他编程语言一样，Rust有其优缺点。让我们在下面列出它们。

Rust的优点

得益于零成本抽象，Rust开箱即用提供了出色的性能，可与C++性能相媲美。通过它，开发者可以直接访问硬件，同时使用高级范式。此外，Rust还提供LLVM优化、HashMap API等等。

Rust需要较少的内存即可运行，因为它提供了出色的内存控制。它也不需要垃圾回收器。

Rust的编译器能输出易于理解的错误信息。

一个由Cargo包管理器和其他工具支持的坚实工具链简化了开发工作流程。

该语言支持跨平台开发。

Rust的缺点

• Rust相对较新，这意味着其文档和库尚未成熟。这可能导致开发者不得不频繁调整他们的Rust应用以适应新特性。
• Rust确保内存安全的独特方法不易实现。如果你是Rust新手，你必须学习并实践其工作原理。这使得用Rust编码应用程序耗时较长，不适合快速应用开发。
• Rust的编译器确实提供了详细的错误信息及解释。但是，它无法创建有效调试所需的堆栈跟踪。为了绕过这个缺点，开发者可以使用像error-chain这样的工具。
• Rust消除每一个错误的方法意味着较慢的编译时间。

Go的优缺点

让我们来看看Golang的优缺点：

Go的优点

• Golang易于理解和使用。其简洁的方法使其非常适合团队和大型项目。
• 提供丰富的标准库，包含开发者通常需要第三方库才能实现的功能和特性。
• 垃圾回收器便于内存管理。
• Go编程语言有谷歌的名字背书。
• Go附带智能文档。

Go的缺点

• 由于其“易于使用”的哲学，Go可能会助长草率的编码习惯——这最终可能导致性能问题。
• 自动垃圾回收器可能导致内存安全问题。
• Go是一门相对较新的语言，这意味着它在工具和一些其他功能方面尚未成熟。
• 没有GUI库。

Rust vs Go 比较

Rust和Go都是相对较新的编程语言，它们解决了C和C++等旧编程语言的问题。两者都是开源的，并为开发者提供了满足现代开发需求的工具。下面，我们将讨论它们的相似之处，然后是差异。让我们开始吧。

Rust vs Go 相似之处

在某些方面，Rust和Go非常相似。以下是它们的共同点：

• 开源 Rust和Go都是开源的。从历史上看，Rust一开始就是开源的。它欢迎新的开发者和贡献者来建设社区。然而，Go的情况并非如此。当Go在2007年首次创建时，它并不是开源的。谷歌等待了2年，才在2009年将其开源。它们的开源性质意味着更好的开发体验。这样，开发者可以将他们的包包含在项目中，让Rust和Go的包管理器通过自动获取和构建包来处理它们。

• 性能 在性能方面，Rust和Go都是高性能的编程语言。它们使你能够直接使用硬件资源编写高效的代码。

• 并发性 并发性让开发者并行运行任务以提高效率和可扩展性。Rust和Go都提供了并发模型，让开发者能够有效地构建利用多核处理器的应用和解决方案。

• 团队友好 团队需要考虑能够帮助他们长期协作的工具。在这方面，Rust和Go都表现出色。例如，两者都通过适当的工具处理代码格式化——Golang使用Gofmt，Rust使用rustfmt。两者都会自动格式化源代码，以便团队成员始终保持一致。最后是代码可读性。Go拥有类似Python的出色可读性，Rust则稍逊一筹。这提高了代码审查的效率——开发者可以在添加新功能时，无需花费太多时间理解代码。

• 安全性 Rust和Go编程语言都默认具有出色的安全性。例如，你使用Rust或Go创建的任何应用程序都完全免受缓冲区溢出、恶意软件和暴力破解等攻击。这样，开发者就不必担心常见的安全问题，可以专注于使他们的应用程序更健壮、功能更丰富。此外，他们的团队努力解决任何核心编程语言的漏洞。最后，他们提供了一个适当的提交方法论，他们的专家团队会尽快修补安全漏洞。然而，Go和Rust各自有独特的管理安全性的方式。我们将在“Rust vs Go 差异”部分的“安全性”小节中更详细地介绍。

• 可移植性 开发者可以使用Rust或Go创建可移植的应用程序。两者都遵循“一次编写，随处编译”的哲学。例如，Rust可以使用LLVM编译器基础架构在不同的操作系统上工作。此外，该基础架构能够跨不同的硬件架构运行。而且，Rust的标准库提供了跨平台的抽象，使其真正具有可移植性。Go的可移植性通过自包含的运行时得到增强，无需依赖第三方/外部库来运行程序。就像Rust一样，Go提供了跨平台的抽象。

Rust vs Go 差异

在本节中，我们将仔细研究Rust与Go的差异。如果你时间紧迫，可以查看下面的Rust vs Go 对比表格。

• 流行度 毫无疑问，Go比Rust更受欢迎，因为Golang发布得更早。这意味着Go有更多的时间来建立社区、相关框架、库和文档。它背后有谷歌名字的力量及其开源地位作为支撑。如果我们看数字，在最受欢迎的技术中，Go仅以约1.8%的优势击败Rust（Go占11.15%，Rust占9.32%）。然而，Rust在过去7年中一直位居最受喜爱的编程语言榜首。根据2023年4月的TIOBE指数，Go排名第10位，而Rust排名第19位。该指数是从使用角度了解编程语言世界情况的指标，人们可以用它来做出战略决策。

• 学习曲线 由于Go重视简洁性和传统方法，这门语言的学习曲线平缓。这使得团队能够快速掌握Golang并开始处理大型代码库，而不会感到负担过重。其标准库丰富了Go生态系统。你可以选择所需的库并直接投入项目。

  Rust则相反，具有陡峭的学习曲线。这是因为它遵循与Go不同的哲学。Rust旨在为程序员提供创建安全和无错误代码的工具。为了实现这一点，Rust引入了许多新的概念和模型，包括所有权和借用模型，这要求程序员思考栈和堆。所有这些都需要大量时间来学习和完善，然后程序员才有信心在生产级别使用Rust。然而，一旦掌握，Rust会变得更容易实现，从而产生高性能、安全且无错误的应用程序。

• 性能 性能是Rust和Go差异中最重要的话题之一。考虑到Rust和Golang都提供高性能，了解哪一个更快以及快多少是至关重要的。如果你查看公开可用的Rust与Go基准测试，你会注意到在大多数场景下Rust比Go更快。此外，Rust为希望创建快速且可预测的应用程序的开发者提供了一个健壮的模型。它让开发者完全控制硬件，并以可靠性达到最大性能。

  Go也提供高性能，但其创建初衷是为了更快的开发时间，这最终导致在与Rust编程语言相比时产生速度上的不足。

• 并发性 Rust和Golang都支持并发。Go拥有完整的并发支持，而Rust的并发性仍在积极开发中。Go通过其goroutine实现并发。因此，它是操作系统线程的一个绝佳替代品，因为这些goroutine线程。这些线程可以单独执行Go函数，并将它们映射到操作系统线程。此外，这些线程可以通过Go通道安全地共享数据。这种对线程的完全控制方法赋予Go开发者对其执行和行为的完全控制权。因此，如果你正在构建一个利用硬件多核能力的可扩展应用，那么Go是一个完美的选择。Golang也适用于大规模应用。例如，你可以用它来构建和管理微服务。

  Rust的并发模型不同，它利用其所有权和类型系统。由于Rust编译器会查找内存问题，大多数并发问题在编译时就被解决了。Rust将其方法命名为无畏并发，在这种方法下，你的代码没有细微的错误且易于重构。Rust使用消息传递并发，在线程之间创建通道来发送和接收消息。它还具有共享状态并发，以及用于轻松并发管理的Sync和Send特性。

  总的来说，你可以在Rust和Go中都实现并发。然而，如果你想要一种具有出色并发支持的简单直接的方法，Golang更胜一筹。

• 内存管理与安全 Golang使用垃圾回收器来管理内存。这意味着数据需要一段时间才会被释放。虽然经过优化，但确实会带来一些开销。然而，Go的垃圾回收器会定期运行。另一方面，Rust不使用任何垃圾回收器。它的方法是严谨的，它要求开发者掌控内存管理。你需要进行适当的编译器检查以避免数据竞争条件，这使其（至少在最初）非常具有挑战性。

• 更新 Rust是一种新的编程语言，会收到大量更新。这些更新可能是安全更新或功能更新。Rust的发布周期设定为6周，但这并不保证新功能，因为有些功能可能需要数年的开发才能发布。平均而言，你每年可以期待10到15次更新。这对Rust语言的未来是好事，但对试图跟上节奏的开发者来说可能会成为头痛的问题。这意味着需要不断调整他们的应用程序代码，并需要学习新东西。

  另一方面，Go旨在提供稳定的体验。它现在已有近15年的历史，需要较少的频繁更新。Go平均每年收到两次更新，这比Rust少得多。

你应该学习哪一个？

在以下情况下你应该选择Rust：

• 你想创建一个不会遇到竞争条件的高性能应用
• 你正在编写操作系统或硬件级代码
• 你正在处理内存安全特性
• 你想创建一个易于维护的代码库
• 你希望对并发线程有完全的控制权
• 你希望构建零成本抽象的解决方案

在以下情况下你应该选择Go：

• 你的团队希望掌握一门易于学习和使用的编程语言，无论是个人还是团队协作。
• 你想利用多核现代处理器的优势
• 你正在构建可扩展的解决方案
• 你正在为简洁性和可读性构建解决方案
• 你想要简单的语法
• 你想要一种灵活的Web开发编程语言

何时使用？

以下是适合使用Rust或Go的用例或场景：

Rust

• 对微控制器进行编程
• 系统编程

Go

• 构建服务器端应用程序、微服务或网络编程
• 创建Web API
• Web开发
• 数据库开发

结语

Rust vs. Go——现代编程语言的较量，而你将是唯一的赢家。作为程序员、团队、经理或开发者，你的工作是选择一门符合你需求的编程语言。这就是为什么Rust是否比Go更好或者Go是否比Rust更好并不重要。

如果你一直关注下来，你会注意到Rust和Golang有共同点，无论是性能、内存安全、并发性还是它们的开源性质。然而，每种编程语言在实现其目标的方式上存在差异。

毫无疑问，选择Rust可能是一个具有挑战性的决定。但如果你正在创建一个对内存安全至关重要、需要完全控制线程和硬件交互的高性能应用，那么没有什么能比得上Rust。

同样，Go凭借其与Rust相似的功能，同时提供简洁性、易于学习和出色的标准库，非常适合大型团队使用。

那么，你将为你的项目选择哪一个呢？请在下方留言告诉我们。