Rust vs Go - 对比及如何根据需求选择

作者：John Sonmez

Rust和Go都是新兴编程语言，各自解决了C和C++等传统语言存在的固有问题。如果你不确定哪个语言适合你的项目——请阅读这篇对比文章，我们将深入探讨Rust与Go的差异。

通过本次对比，你将清晰了解Rust和Go的特性。我们将涵盖它们的关键特性、优缺点、相似性和差异性，并根据你的需求讨论如何正确选择。

此外，我们还将论证大多数团队可以同时使用这两种语言来驱动应用程序，并获得比仅使用一种编程语言更多的好处。

那么，还等什么？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++中的某些问题。由于受C++启发，它也是静态类型语言，并且语法与C++相似。

与其他现代编程语言不同，Rust高度专注于高性能和安全应用程序。因此，如果你想创建一个安全且快速的应用程序，选择Rust是正确的选择。

Rust的核心设计理念包含许多新思想，包括其所有权和借用模型，强制开发者编写无错误代码。你可以在编译器提前告知程序员修复所有问题的情况下编写无错误代码。

谁在使用Rust？

尽管Rust是一种新的编程语言（最初由Graydon Horare于2006年开发），但它已经取得了很大成功。

Rust的第一个重要基础是Rust基金会。许多大公司，包括Google、Microsoft、Amazon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在开发人员中也颇受欢迎，连续7年被评为最受喜爱的语言。一些令人兴奋的Rust用例包括：

• Figma使用Rust改善前端体验
• Coursera使用Rust支持基于网络的作业解决方案
• Dropbox使用Rust改进其文件同步引擎
• npm（JavaScript包管理器）使用Rust作为其主要服务，他们选择该语言是为了避免服务瓶颈

Rust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。它通过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，提供错误消息的深入分析。你还可以获得模式匹配、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
• 无开销，Rust开发者可以创建复杂的应用程序，而无需担心性能损失

但最吸引人的Rust特性是其所有权模型，它驱动内存安全的开发环境。它通过借用模型对内存的分配和访问强制执行严格规则，从而产生内存安全的程序。

它还提供线程安全性，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为模型。2007年，Google寻求提高生产力的答案，特别是在联网机器、大型代码库和多核方面。

Google最初将其控制在自己手中，但两年后（2009年）将其开源。包括Ken Thompson、Robert Gresemer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。它提供了像Python一样的简单性，还有一种称为goroutines的特性，使其成为构建并发驱动的应用程序和服务的优秀编程语言。

Golang也是构建Web应用程序的绝佳选择。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，包括构建时间慢、不受控制的依赖关系、编写自动工具的困难以及跨语言开发。

谁在使用Go？

许多公司使用Go，包括Google、Netflix、Riot Games、Uber、Twitter、Salesforce和Paypal。

例如，Uber使用Golang进行其地理围栏服务。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，并为他们的地理围栏服务带来了新的生命，具有99.99%的正常运行时间和可靠性。

Dropbox是一家领先的云存储公司，利用Go以最有效的方式扩展其系统。他们还从Python转向Go，用于更关键的后端，改善了并发性。

最后，Riot Games是一家领先的视频游戏开发公司，在其大多数产品中使用Go，包括其整个后端微服务架构。

Go关键特性

Golang作为一种编程语言表现出色，因为它对许多编程概念有独特的理解。其一些关键特性包括：

并发模型：Go在并发方面表现出色。它提供了一种并发模型，让开发者创建并发操作以无缝运行。

并行性通过goroutine实现，这是一种独立的Golang函数，为并发提供轻量级线程。

此外，Go还提供通道，在goroutine之间提供双向通信。这些通道可以包括无缓冲和缓冲通道，需要当前和未来值才能成功操作。

最后，它还使用WaitGroups使程序等待线程执行完成。

标准库：Go有一个优秀的标准库，可以访问大量预编写的代码，便于访问和使用。这使开发者能够实现不同的功能，并更快、更高效地构建应用程序。

但是，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，你可以期望通常需要第三方解决方案的库。

简单易用：Go简单易用。它提供了简化的语言规范，使团队能够以较低的学习曲线使用Go。

例如，简单的规则（如使函数名大写）可以奇迹般地提高可读性，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，一种内置的包管理系统。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、更新和删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优点

• Rust开箱即用提供出色的性能，与C++性能匹配，这要归功于零成本抽象。有了它，开发者可以直接访问硬件，同时可以使用高级范式
• 此外，Rust提供LLVM优化、HashMap API等
• Rust需要低内存运行，因为它提供出色的内存控制。它也不需要垃圾收集器
• Rust的编译器输出易于理解的错误消息
• 强大的工具链简化了开发工作流程，由Cargo包管理器和其他工具提供支持
• 该语言支持跨平台开发

Rust缺点

• Rust相对较新，这意味着其文档和库尚未成熟。这可能导致开发者必须频繁调整其Rust应用程序以适应新功能
• Rust确保内存安全的独特方法不易实现。如果你刚接触Rust，你必须学习并练习它是如何工作的。这使得编写Rust应用程序耗时，不适合快速应用程序开发（RAD）
• Rust的编译器确实提供详细的错误消息和解释。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error-chain等工具
• Rust消除每一个错误的方法意味着编译时间慢

Go的优缺点

让我们看看Golang的优缺点：

Go优点

• Golang简单易用。其简化的方法使其非常适合团队和大型项目
• 提供丰富的标准库，具有开发人员通常需要第三方库的功能和特性
• 垃圾收集器用于轻松的内存管理
• Go编程语言有Google的名字 attached to it
• Go带有智能文档

Go缺点

• 由于其“易于使用”的理念，Go可能促进草率的编码实践——这可能会在以后导致性能问题
• 自动垃圾收集器可能导致内存安全问题
• Go是一种相对较新的语言，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 对比

Rust和Go都是相对较新的编程语言，解决了C和C++等旧编程语言的问题。两者都是开源的，并为开发者提供满足现代开发需求的工具。

下面，我们将介绍它们的相似之处，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。如果我们看历史，Rust是带着开源标签推出的。它欢迎新的开发者和贡献者来构建社区。

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。Google等了2年，直到2009年才将其开源。

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，并让Rust和Go的包管理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。它们使你能够使用硬件资源直接编写高效的代码。

并发性

并发让开发者并行运行任务以提高效率和可扩展性。Rust和Go提供并发模型，让开发者有效地构建利用多核处理器的应用程序和解决方案。

团队友好

团队需要寻找能帮助他们长期协作的工具。在这种情况下，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的Gofmt和Rust的rustfmt。两者都自动格式化源代码，以便团队成员始终保持一致。

最后，我们有代码可读性。Go具有类似Python的优秀可读性，而Rust稍逊一筹。这提高了代码审查时间——开发者可以添加新功能，而无需花费太多时间理解代码。

安全性

Rust和Go编程语言都开箱即用地提供出色的安全性。例如，你使用Rust或Go创建的任何应用程序都完全安全，免受缓冲区溢出、恶意软件和暴力攻击等攻击。

这样，开发者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和功能丰富。

此外，他们的团队努力解决任何核心编程语言漏洞。最后，他们提供适当的提交方法，他们的专家团队尽快修补安全漏洞。

然而，Go和Rust各有独特的管理安全的方式。我们将在“安全性”部分更详细地介绍这一点，在Rust与Go的差异下。

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”的理念。例如，Rust可以使用LLVM编译器基础设施在不同的操作系统上工作。

此外，该基础设施能够跨不同的硬件架构运行。此外，Rust的标准库提供跨平台抽象，使其真正可移植。

Go的可移植性通过自包含的运行时增强，不必依赖第三方/外部库来运行程序。就像Rust一样，Go提供跨平台抽象。

Rust vs Go 差异

在本节中，我们将仔细研究Rust与Go的差异。如果你赶时间，请查看Rust与Go对比表。

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有更多的时间来构建社区、相关框架、库和文档。它得到了Google名字的力量和其开源状态的支持。

如果我们看数字，Go在最受欢迎的技术中仅以约1.8%的优势击败Rust（11.15%对9.32%，Go占优）。然而，Rust在过去7年中一直位居最受喜爱的编程语言之首。

根据2023年4月的TIOBE指数，Go排在第10位，而Rust排在第19位。该指数是从使用角度了解编程语言世界发生什么的指针，他们可以用它来做出战略决策。

学习曲线

由于Go重视简单性和传统方法，该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，而不会感到受阻。

其标准库丰富了Go生态系统。你可以选择需要的库并跳入你的项目。

另一方面，Rust的学习曲线陡峭。这是因为它遵循与Go不同的理念。

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引入了许多新概念和模型，包括所有权和借用模型，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，然后程序员才能有信心在生产级别使用Rust。然而，一旦掌握，Rust可以更容易地实现，从而产生高性能、安全和无错误的应用程序。

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，必须知道哪个更快以及快多少。

如果你查看公开可用的Rust与Go基准测试，你会注意到Rust在大多数情况下比Go快。

除此之外，Rust为想要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，但它是为更快的开发时间而创建的，最终产生与Rust编程语言相比的速度赤字。

并发性

Rust和Golang都支持并发。Go有完整的并发支持，而Rust的并发仍在积极开发中。

Go通过其goroutines实现并发。因此，它是操作系统线程的绝佳替代品，因为这些goroutines线程。这些线程可以单独执行Go函数，并将它们映射到OS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使Go开发者对其执行和行为有完全控制。

因此，如果你正在构建一个利用硬件多核容量的可扩展应用程序，那么Go是一个完美的选择。Golang也适合大规模应用程序。例如，你可以使用它来构建和管理微服务。

Rust的并发模型不同，因为它利用其所有权和类型系统。由于Rust编译器寻找内存问题，大多数并发问题在编译时解决。Rust将其方法命名为无畏并发，其中你的代码没有细微错误且易于重构。

Rust使用消息传递并发，在线程之间创建通道以发送和接收消息。它还具有共享状态并发、Sync和Send特性，便于并发管理。

总的来说，你可以在Rust和Go中实现并发。但是，如果你想要一种具有优秀并发支持的直接方法，Golang胜出。

内存管理和安全性

Golang使用垃圾收集器来管理内存。这意味着数据释放需要时间。它经过优化，但确实带有一些开销。然而，Go的垃圾收集器定期运行。

另一方面，Rust不使用任何垃圾收集器。它的方法是严格的，它要求开发者控制内存管理。你需要进行适当的编译器检查以避免数据竞争条件，这至少最初非常具有挑战性。

更新

Rust是一种新的编程语言，会获得大量更新。这些可能是安全或功能更新。Rust的发布周期设置为6周，但这不能保证新功能，因为一些功能可能需要数年时间开发才能发布。

平均而言，你可以预期每年 anywhere between 10-15 updates。这对Rust语言的未来很好，但对于试图跟上步伐的开发者来说可能成为头痛。这意味着不断寻找调整他们的应用程序代码，并需要学习新事物。

另一方面，Go旨在提供稳定的体验。它现在几乎15岁了，需要不太频繁的更新。Go平均每年接收两次更新，与Rust相比少得多。

你应该学习哪一个？

你应该选择Rust如果：

• 你想创建一个高性能的应用程序，不会遇到竞争条件
• 你正在编写操作系统或硬件级代码
• 你正在处理内存安全功能
• 你想创建一个易于维护的代码库
• 你想完全控制并发线程
• 你正在寻找构建零成本抽象解决方案

你应该选择Go如果：

• 你的团队想选择一种易于学习和使用的编程语言，无论是个人还是团队
• 你想利用多核现代处理器
• 你正在构建可扩展的解决方案
• 你正在为简单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？

这些是Rust或Go的用例或场景：

Rust

• 编程微控制器
• 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

最后的话

Rust与Go——现代编程语言的战斗，你是唯一的赢家。作为程序员、团队、经理或开发者，你的工作是选择一种适合你需求的编程语言。这就是为什么Rust是否比Go好或Go是否比Rust好并不重要。

如果你一直跟随，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，每种编程语言实现其目标的方式存在差异。

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高性能应用程序，其中内存安全至关重要，并完全控制线程和硬件交互，那么没有什么能击败Rust。

同样，Go适用于大型团队——具有与Rust相似的功能，同时提供简单性、易学性和优秀的标准库。

那么，你为你的项目选择哪一个？在下面评论并告诉我们。