Có Nên Học Rust - Hỏi Đáp

Go và Rust là hai ngôn ngữ lập trình phổ biến và được đánh giá cao bởi cộng đồng các nhà phát triển. Cả hai gần đây đều có tác động lớn, hỗ trợ cho hầu hết các ứng dụng số chính.

Go và Rust là các ngôn ngữ tuyệt vời, mã nguồn mở và hiện đại được thiết kế để xây dựng các phần mềm và ứng dụng trên hầu hết phần cứng, giảm số máy được sử dụng và nâng cao tốc độ. Vậy Go hay Rust là ngôn ngữ tốt hơn? Trong bài này sẽ có cái nhìn tổng quan về cả hai ngôn ngữ và dựa vào đó các bạn sẽ xem xét lựa chọn cho phù hợp với dự án tiếp theo.

Go là gì?

Go, viết tắt của Golang, là ngôn ngữ lập trình mã nguồn mở được phát triển bởi Robert Griesemer, Rob Pike và Ken Thompson tại Google vào năm 2007. Go được phát triển nhằm trở thành ngôn ngữ tương tự ngôn ngữ C nhưng dễ học, viết, đọc và triển khai hơn. Từ phiên bản phát hành 1.0 vào năm 2012, Go nhanh chóng trở nên lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng ở phía server cần hiệu suất cao.

Go cũng được sử dụng phổ biến hỗ trợ các ứng dụng cloud (Cloud-based application), từ các nền tảng thương mại điện tử (E-commerce platform) đến các API thời tiết, hay nền tảng cho các công cụ bộ chứa (container) như Docker. Các sản phẩm có quy mô lớn và các nhà cung cấp dịch vụ như Dropbox, Netflix, PayPal, Twitter, và Google dùng Go như xương sống (Backbone) của các hệ thống.

Go là ngôn ngữ lập trình định kiểu tĩnh và được biên dịch với cú pháp thực hành và chi tiết giống với C hay C++. Trong số các đặc tính lặp, mảng, bản đồ (Maps), luồng điều kiển, có thể được tìm thấy trong các ngôn ngữ khác vì thế Go không quá xa lạ khi bắt đầu.

Go hỗ trợ lập trình đồng thời thông qua goroutines, các chức năng có thể xảy ra đồng thời nhưng chạy độc lập với nhau. Một điểm mạnh khác là an toàn bộ nhớ: tự động cấp phát bộ nhớ và thu hồi rác, hai đặc tính này tránh rò rỉ bộ nhớ (Memory leaks), tăng bảo mật và khả chuyển tốt hơn giữa các hệ điều hành

Rust là gì?

Rust được bắt đầu từ dự án cá nhân của Graydon Hoare, một nhân viên Mozilla, năm 2006. Mozilla tài trợ cho nỗ lực, và Rust phát hành phiên bản 1.0 vào tháng 5 năm 2015. Rust là ngôn ngữ lập trình biên dịch được định kiểu tĩnh, đa mục đích, có cú pháp giống với C/C++ nhưng thân thiện hơn.

Rust được thiết kế cho hiệu suất và an toàn trong những môi trường lớn, đồng thời cao, Rust được sử dụng trong các hệ thống quy mô lớn bởi các công ty và tổ chức như Firefox, Dropbox, Google và được các nhà phát triển chọn là ngôn ngữ lập trình yêu thích nhất kể từ năm 2016.

Nguồn: Khảo sát các nhà phát triển của Stack Overflow 2021

Rust cũng ưu tiên sự an toàn của bộ nhớ nhưng không có bộ sưu tập rác (Gabbage collector), sự khác biệt lớn khi so sánh với Go. Rust sử dụng tính năng kiểm tra mượn (borrow checks) để đảm bảo các tham chiếu không tồn tại lâu hơn dữ liệu liên quan đến, cải thiện việc sử dụng và truy cập bộ nhớ.

Theo mặc định, Rust hoạt động ở chế độ Viết mã an toàn, nhưng cũng cho phép ở chế độ viết mã Không an toàn. Ở chế độ Safe Rust thực thi các quy tắc nghiêm ngặt đối với lập trình viên để đảm bảo mã hoạt động bình thường, trong khi ở Unsafe Rust khoan dung hơn với thử nghiệm, nhưng có nguy cơ mã có thể bị hỏng.

Rust được quản lý bởi Rust Foundation, một tổ chức phi lợi nhuận được thành lập bởi một số bên liên quan lớn nhất trong vũ trụ kỹ thuật số: Mozilla Foundation, Amazon Web Services, Google, Huawei và Microsoft.Ferris and Gopher

Tính tương đồng giữa Go và Rust Vậy tại sao mọi người đều yêu thích Rust và Go?

Điểm tương đồng giữa Go và Rust là những ngôn ngữ phần mềm mạnh mẽ được điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu quy mô lớn hiện đại của môi trường kỹ thuật số ngày nay, cung cấp khả năng bảo mật, khả năng mở rộng và năng suất.

Là ngôn ngữ lập trình có mục đích chung, chúng được sử dụng để phát triển mọi thứ từ ứng dụng web đến dịch vụ mạng và việc triển khai tổng thể của chúng dự đoán tuổi lâu dài. Cộng đồng rất mạnh mẽ và cam kết, cung cấp một số lượng lớn các thư viện và hỗ trợ của bên thứ ba. Cả hai đều được coi là ngôn ngữ lập trình phải học, dự đoán một tương lai tốt đẹp cho sự phát triển.

Rust và Go cũng chia sẻ những điểm mạnh khác khiến chúng trở thành ngôn ngữ lập trình được đánh giá cao nhất hiện nay.

Hiệu suất và tốc độ

Ý nghĩa của những đặc điểm này đôi khi được sử dụng thay thế cho nhau và chúng thường được kết hợp với nhau thành cùng một định nghĩa. Nhưng bao hàm những điều khác nhau.

Là ngôn ngữ biên dịch, nghĩa là cần dịch trực tiếp sang mã máy thực thi, và triển khai các chương trình dưới dạng một tệp nhị phân duy nhất, giảm số lượng phụ thuộc và thư viện dựa vào. Điều này làm cho Rust và Go nhanh hơn so với các ngôn ngữ thông dịch như Ruby, Python hoặc Perl.

Tốc độ thực thi cao đối với cả hai ngôn ngữ. Rust có tốc độ thực thi tốt hơn (và khởi động nhanh hơn) nhưng phức tạp hơn Go, trong đó Go thích sự đơn giản hơn hiệu suất, mặc dù sự khác biệt hầu như không đáng chú ý. Khi làm việc với hàng nghìn tập tin và commits trong một cơ sở mã lớn, tốc độ xây dựng của Go là không thể đánh bại.

Khả năng mở rộng

Khả năng xử lý nhiều chức năng đồng thời cùng việc sử dụng tài nguyên CPU tối ưu khiến Rust và Go trở thành ngôn ngữ lập trình hoàn hảo để phát triển các ứng dụng quy mô lớn

Rust có khuynh hướng mạnh mẽ hơn đối với các ứng dụng ưu tiên tốc độ, chẳng hạn như phát triển trò chơi, các thành phần trình duyệt web hoặc hệ thống điều khiển thời gian thực. Mặt khác, Go được thiết kế để phát triển phần mềm trên quy mô lớn, liên quan đến các cơ sở mã lớn và các nhóm lớn, xử lý một lượng lớn dữ liệu trong thời gian thực.

Đồng thời (Concurrency)

Go được thiết kế để xử lý đồng thời hay nói một cách đơn giản là để xử lý đồng thời nhiều thứ. Sự đổi mới trong Go là giới thiệu goroutines. Các chức năng này được thực thi độc lập, chạy đồng thời với các chức năng khác. Vì chúng nhẹ và yêu cầu ít tài nguyên hơn, chúng ta có thể có số lượng cực kỳ cao các goroutines đang chạy mà không ảnh hưởng đến hiệu suất, đây là một giải pháp tốt hơn so với việc tạo các luồng mới (Tập các lệnh nhỏ nhất mà bộ lập lịch có thể quản lý độc lập).

Là một tính năng được tích hợp sẵn, khả năng xử lý đồng thời của Go mạnh hơn Rusts, vẫn đang được tiếp tục phát triển. Đồng thời trong Rust không dễ thực hiện như trong Go, điều này có thể khiến một số nhà phát triển không muốn lặp lại.

As a built-in feature, Gos concurrency handling is stronger than Rusts, which is still developing this feature. Concurrency in Rust is not as easy to implement as in Go, which may detract some developers from recurring to it, but the safety payoff can speak louder.

Công cụ

Rust và Go bao gồm các công cụ định dạng chuẩn: gofmt cho Go và rustfmt cho Rust. Những công cụ nhận mã viết rối và tự động viết lại theo chuẩn.

Rust cũng bao gồm Cargo, là hệ thống xây dựng và trình quản lý package. Cargo tải xuống phụ thuộc của package, biên dịch và tạo các package có thể phân phối và tải lên sổ đăng ký package của cộng đồng Rust. Nhưng Cargo vượt ra ngoài các chức năng đó.

Cargo chuẩn hóa các lệnh cần thiết để xây dựng một chương trình hoặc thư viện. Vì cùng một lệnh có thể được sử dụng để xây dựng các hiện vật khác nhau, nên có thể dễ dàng nói rằng nếu bạn biết cách xây dựng một dự án dựa trên Hàng hóa, bạn biết cách xây dựng tất cả chúng.

Sự khác nhau

Triết lý (Philosophy)

Cách xây dựng và sử dụng ngôn ngữ của Rust and Go phản ánh những triết lý vốn có của chúng.

Rust gần với kim loại hơn, có nghĩa là Rust có mối quan hệ chặt chẽ với kiến ​​trúc của máy đang chạy để tăng cường khả năng kiểm soát và độ tin cậy. Go có một cách tiếp cận trừu tượng hơn, tuân theo các tình trạng tự nhiên của ngôn ngữ và vấn đề hơn là san phẳng chúng, như được mô tả trong Tao of Go, triết lý thực tế của ngôn ngữ lập trình Go.

Cả hai đều cực kỳ hiệu quả trong ý định của chúng.

Bảo mật

Mối quan tâm chính đối với bất kỳ nhà phát triển nào là bảo mật, đặc biệt là đối với các ứng dụng phức tạp, quy mô lớn. Go và Rust giải quyết những lo lắng này bằng phương pháp tiếp cận khác.

Trình biên dịch Rust rất nghiêm ngặt khi đề cập đến việc xác nhận các kiểm tra mượn (borrow checks) và các quy tắc khác, điều đó có thể nâng mức độ khó khăn cho các lập trình viên nhưng với lợi ích bổ sung là phát hiện lỗi và lỗ hổng tiềm ẩn mà sẽ không thể được phát hiện ở những ngôn ngữ khác.

Go dựa vào quản lý bộ nhớ tự động để xử lý các lỗ hổng và lỗi có thể xảy ra. Các cơ chế chính là cấp phát bộ nhớ tự động và thu gom rác tự động. Mặc dù khác nhau về cách tiếp cận, hai ngôn ngữ này ưu tiên truy cập và quản lý bộ nhớ an toàn để đảm bảo bảo mật và hiệu suất, giúp chúng trở nên hoàn hảo cho điện toán đám mây.

Cài đặt

Rust và Go có thể dễ dàng triển khai nhờ các công cụ quản lý tích hợp sẵn. Để cài đặt Rust, sử dụng rustup, một công cụ quản lý cài đặt của Rust. Tải xuống Rustup và thực hiện lệnh sau trong terminal (Nếu bạn đang dùng Mac):

curl proto = https tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | NS

Sau đó làm theo hướng dẫn trên màn hình. Các thủ tục có thể thay đổi tùy theo hệ điều hành của bạn.

Go cung cấp dưới dạng tập thực thi có thể chạy trên tất cả các hệ điều hành chính. Tải xuống, cài đặt và chạy; và không dễ dàng hơn thế.

Kiểu và cú pháp lập trình

Được xây dựng như sự đáp trả với sự phức tạp của các ngôn ngữ lập trình như C ++, Go và Rust là các ngôn ngữ chức năng. Mục tiêu là giải quyết các vấn đề theo cách tốt nhất có thể cho từng ứng dụng, theo cách an toàn nhất, nhanh nhất có thể.

Rust tập trung vào khả năng kiểm soát tuyệt đối, làm được nhiều việc hơn với số lượng mã ít nhất, tương tự như C ++ và Haskell, nhưng có đường cong học tập dốc hơn so với hầu hết các ngôn ngữ. Sự phức tạp này vừa là một lợi thế vừa là một bất lợi vì đó là lý do tại sao nó rất mạnh mẽ. Do cú pháp và ngữ nghĩa phức tạp của nó, Rust cần nhiều thời gian hơn để viết mã, một sự đánh đổi để bảo mật và hiệu suất tốt hơn.

Cú pháp và quy trình của Go rất đơn giản, với một lõi ngôn ngữ nhỏ. Sự đơn giản và ngắn gọn của Go là lý do khiến Go trở nên phổ biến trong các nhóm lập trình viên lớn, có cách học dễ dàng hơn Rust.

Đây là câu Hello World! Truyền thống nhưng với một vòng lặp để in nó mười lần, bằng cả hai ngôn ngữ:

Go

for i := 0; i < 10; i++ { fmt.Println(Hello) }

Rust

for _ in 0..10 { println!(Hello); }

Lưu ý cú pháp 0..10 trong Rust để tạo một range iterator.

Go vs Rust: Khi nào sử dụng

Internet yêu thích sự cạnh tranh, và Rust và Go thường được coi là những đối thủ cạnh tranh. Nhưng đó không thực sự chính xác với trường hợp này. Như chúng ta đã thấy trước đây, cả hai được các tổ chức sử dụng đồng thời cho các mục đích khác nhau. Sự khác biệt giữa chúng là điểm mạnh của chúng khi làm việc cùng nhau và các nhà phát triển ở khắp mọi nơi đánh giá cao nỗ lực của họ trong việc hiện đại hóa phát triển phần mềm trong toàn ngành bằng cách tận dụng tối đa các nguồn tài nguyên phần cứng sẵn có.

Điều đó nói rằng, một số tình huống phù hợp hơn cho ngôn ngữ này hơn ngôn ngữ kia.

Khi nào sử dụng Rust?

Rust là lựa chọn hoàn hảo để quản lý tài nguyên máy nhằm đạt hiệu suất tốt hơn khi xử lý lượng lớn dữ liệu và các hoạt động đòi hỏi nhiều CPU khác.

Rust được thiết kế để cung cấp khả năng kiểm soát phần cứng hoàn toàn để các chương trình Rust có thể tận dụng tối đa hiệu suất lý thuyết tối đa của máy. Rust cũng là một lựa chọn tuyệt vời để đảm bảo an toàn cho bộ nhớ trong các hệ thống phức tạp lớn, đảm bảo việc phát hiện lỗi, nhưng các nhà phát triển phải sẵn sàng đối mặt với một số phức tạp. Bản chất nghiêm ngặt của trình biên dịch có thể khiến bạn cảm thấy hơi áp đảo nhưng ngăn chặn việc bao gồm các lỗi và lỗ hổng trong mã cuối cùng. Các nhà phát triển thích viết mã tốt hơn để mã nhanh hơn sẽ thích Rust bất cứ lúc nào.

Nếu bạn kiểm tra các mục này, thì Rust có thể là lựa chọn phù hợp:

• Thực thi thuật toán
• Tốc độ thực thi quan trọng hơn các cân nhắc khác
• Ứng dụng đám mây, IoT, ứng dụng bảo mật thông tin nhạy cảm hoặc các thành phần hệ thống là cốt lõi của dự án
• Cải thiện an toàn bộ nhớ
• Nơi viết mã phức tạp
• Mở rộng thời gian phát triển

Khi nào sử dụng Go?

Go hoàn hảo để phát triển các ứng dụng phía máy chủ vì các goroutines của nó có thể xử lý một lượng lớn các yêu cầu độc lập, đồng thời. Go cũng có thể chạy như một microservice cùng với API. Go hướng đến sự đơn giản thay vì hiệu suất, điều đó không có nghĩa là không mang lại kết quả nhanh chóng và đáng tin cậy. Bạn nên sử dụng Go nếu:

Đang làm việc với một lượng lớn dữ liệu đồng thời

• Một đội lớn tham gia
• Tính đơn giản được ưu tiên hơn các tính năng bổ sung
• Lặp lại nhanh chóng
• Bạn đang làm việc với các API, Ứng dụng web, Xử lý dữ liệu và ứng dụng Đám mây
• Tính linh hoạt và tốc độ trong viết mã là điều cốt yếu

Mỗi ngôn ngữ với triết lý thuyết kế riêng, nên việc lựa chọn ngôn ngữ nào là phù hợp sẽ dựa vào tính chất, quy mô, và yêu cầu cụ thể của mỗi dự án.

Chia sẻ 0