Rust Vs Go - Ngôn Ngữ Nào Tốt Nhất Năm 2022 - 200lab Education

Mục lục

Trong thập niên qua, nhiều ngôn ngữ lập trình đã ra đời. Việc lựa chọn ngôn ngữ phù hợp nhất cho ứng dụng (hệ thống) của bạn trong môi trường phát triển không ngừng nghỉ này là điều rất quan trọng. Các nhà phát triển thường sử dụng các ngôn ngữ đáng tin cậy nhất cho các hệ thống của họ.

Rust và Go hiện là 2 ứng cử viên nặng ký và tin dùng cho các hệ thống lớn.

Cả 2 ngôn ngữ Rust và Go đều có các tố chất đặc tính thiết yếu như: Toolchain mạnh mẽ được tính hợp sẵn, an toàn bộ nhớ (memory safety), mã nguồn mở (opensource) và có nhiều cộng đồng hỗ trợ mạnh mẽ.

Dù Rust và Golang trông có vẻ tương tự nhau nhưng chúng cũng rất khác biệt. Quyết định chọn ngôn ngữ nào sẽ tuỳ vào việc bạn muốn ưu tiên tốc độ thực thi hay tốt độ phát triển, lập trình concurrency (đồng thời) dễ dàng hay an toàn bộ nhớ.

Ngôn ngữ Go có khuynh hướng chính dành cho các hệ thống API online có thể dễ dàng mở rộng (scalable), thường là các service nhỏ (cho Microservices). Ngược lại Rust thường được sử dụng cho các task cần tối ưu sức mạnh CPU hoặc các thuật toán hoạt động trên khối lượng dữ liệu khổng lồ.

Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu sâu hơn về sự khác biệt này ở phần còn lại của bài viết nhé.

Bài viết được lược dịch dựa theo bài gốc tại đây.

Rust là gì?

Rust là ngôn ngữ lập trình an toàn, đa tác vụ (concurrent), có cấu trúc và hỗ trợ lập trình hàm (functional grogramming). Rust có tốc độ cao và đảm bảo an toàn bộ nhớ bằng cách sử dụng các bộ chứng thực (validate checker). Điều này hỗ trợ đắc lực cho các service quan trọng và cần performance cao. Vì không có crash cũng như Data Race, Rust thường hoạt động rất hiệu quả và an toàn.

Đôi với các lập trình viên, Rust có syntax khá giống với ngôn ngữ C++.

Mozilla đã bắt đầu phát triển ngôn ngữ Rust vào 2006. Rust đã được sử dụng ở những công ty lớn như Firefox, Yelp, và Dropbox.

Ưu điểm của Rust

1. Rust có ưu điểm chạy nhanh và không dễ bị lỗi (exception).
2. Rust phù hợp với cross-platform và dễ dàng tương tác với các ngôn ngữ họ C.
3. Rust có tính năng "onwnership" hỗ trợ truy xuất và sử dụng các biến rất tốt. Tính năng này cũng đã có nhiều patterns hỗ trợ.
4. Rust có thể chạy được trên môi trường nhúng (embedded) và vẫn đảm bảo an toàn bộ nhớ.
5. Rust codes có thể tái sử dụng thông qua việc sử dụng các modules và có thể được truy xuất từ các modules khác.

Nhược điểm của Rust

1. Rust không có hệ thống garbage collection (gc).
2. Các developers có thể mất nhiều thời gian để học và nắm vững Rust (vì nó khó hơn).

Go là gì?

Golang (Go) là ngôn ngữ lập trình được phát triển bởi Google. Go sử dụng mô hình phát triển mã ngồn mở, rất dễ dàng để xây dựng các chương trình hiệu quả, đơn giản và hiệu năng cao. Go rõ ràng và chính xác, dễ lập trình. Mục đích ngôn ngữ Go ra đời để giúp việc phát triển các hệ thống yêu cầu  đa nhân (multicore) và lập trình mạng (network computations) thông qua các tiến trình đồng thời (concurrent) một cách đơn giản thay vì là những code base rất lớn.

Đối với các developers, họ thường ví von ngôn ngữ Go như "C nâng cao". Google công bố Golang vào năm 2009. Cho tới nay đã có rất nhiều công ty và mã nguồn mở (Docker, Kubernetes) sử dụng Golang trong đó có bản thân Google.

Ưu điểm của Go

1. Go là ngôn ngữ biên dịch (compile) rất dễ học vì đơn giản.
2. Go có cú pháp rõ ràng, linh hoạt và khá dễ đọc.
3. Go dễ scale và hiệu quả về thời gian.
4. Đối với an toàn bộ nhớ, Go thường dùng các structs và có garbage collection (gc).
5. Go có những công cụ hỗ trợ phân tích phát hiện các biến khai báo và không sử dụng. Việc này diễn ra ở lúc biên dịch nên sẽ không ảnh hưởng tới run-time.

Nhược điểm của Go

1. Dù Go vẫn có nhiều thư viện hỗ trợ nhưng lại không dành cho UI.
2. Go vẫn gặp vấn đề với việc quản lý các dependency.
3. Go là ngôn ngữ bậc cao (high-level programming) nhưng chức năng thì lại giống với các ngôn ngữ bận thấp (low-level capabilities).

RUST và GO: Liệu bạn sẽ chọn cái nào?

Như chúng ta đã thảo luận, Rust và Golang là ngôn ngữ lập trình riêng lẻ. Phía trên là một thống kê tham khảo nhưng chính bạn mới quyết định ai là người chiến thắng. Hãy xem so sánh giữa Rust và Golang trong các thông số sau.

Performance - Hiệu năng

Trong khi so sánh hiệu năng giữa Rust và Go, cả hai ngôn ngữ đều có chỉ số hiệu năng cao. Vì là những ngôn ngữ mới, chúng hoạt động tốt, nếu không muốn nói là tốt hơn những "tiền bối" có trước chúng.

Go được phát hành bởi Google như một ngôn ngữ dễ code và dễ học nhằm thay thế cho C. Go hỗ trợ rất tốt việc lập trình các tiểu tiến trình (subprocesses) thông qua khái niệm go-routines.

Mặc dù có những tính năng thiết thực này và hỗ trợ cho các CPU đa lõi, nhưng Rust vẫn đánh bại Go. Các thuật toán và các tác vụ sử dụng nhiều tài nguyên được thực thi một cách hiệu quả trong Rust. Rust cung cấp phương thức trừu tượng để xử lý bộ nhớ mà không tiêu tốn thời gian thực thi (zero-cost rutime).

Quản lý bộ nhớ

An toàn bộ nhớ là một ưu tiên hàng đầu với Golang và Rust. Cả hai ngôn ngữ lập trình đều có mối liên hệ chặt chẽ giữa quản lý bộ nhớ và đảm bảo hiệu suất.

Rust có các phương thức trừu tượng quản lý bộ nhớ và "ownership" được thực hiện ở ngay thời điểm biên dịch (compile-time). Do đó, phần lớn các vấn đề về quản lý bộ nhớ có thể được xác định trước khi ứng dụng Rust được thực thi.

Khi biên dịch, Rust có thể phát hiện các vấn đề bộ nhớ, trong khi đó Go bộ thu hồi bộ nhớ (gabage collection) lúc thực thi chương trình (run-time). Thay vì tối ưu để trình biên dịch thông minh hơn, Go chọn giải pháp thêm một chút thời gian run-time để thực hiện cấp phát và giải phóng bộ nhớ.

Mặc dù cả hai đều có ưu điểm và nhược điểm, nhưng việc tối ưu hóa trình biên dịch của Rust thường giúp các ứng dụng chạy nhanh hơn. Mặt khác, code Go gọn gàng hơn vì có run-time đảm nhận việc quản lý bộ nhớ.

Tốc độ và độ khó khi phát triển phần mềm

Trong nhiều trường hợp, tốc độ phát triển được ưu tiên hơn tốc độ hoặc hiệu suất thực thi. Khi so sánh Rust và Golang về độ khó, bởi vì Go dễ đọc, việc chọn và lập trình sẽ dễ dàng hơn. Vì tính đơn giản và trực tiếp của Go, nó chu kỳ phát triển nhanh chóng. Go sẽ cần ít thời gian hơn để biên dịch.

Nhiều tính năng có sẵn trong các ngôn ngữ lập trình khác đã bị loại bỏ khỏi Go để dễ sử dụng hơn. Go có tốc độ và sự đơn giản chỉ vì Google đã loại bỏ những thứ không cần thiết này.

Vì vậy, chiến thắng rõ ràng là Golang để tránh sự phức tạp và phát triển một cách dễ dàng nhất. Mặt khác, Rust là cách tốt nhất nếu bạn ít quan tâm đến tốc độ phát triển và quan tâm nhiều hơn đến tốc độ thực thi và an toàn bộ nhớ.

Concurrency - Lập trình đồng thời

Trong các ứng dụng backend, xử lý đồng thời là điều bắt buộc. Một số ngôn ngữ chạy đơn luồng (single-threaded), bản chất chúng sử dụng các cách khéo léo để mô phỏng đồng thời mà không thực sự đạt được nó. Cả Rust và Go đều có các giải pháp rất tốt để thực sự làm được việc này, nhưng Go thắng về tính dễ sử dụng.

Mô hình đồng thời của Go, ví dụ một service API Go, goroutines cho phép bạn thực hiện từng request như một tiến trình riêng biệt. Các developer có thể phân phối các tác vụ trên các lõi CPU để hiệu quả hơn nữa. Kỹ thuật này cải thiện đáng kể hiệu suất đa nhân.

Trong khi đó, Rust chỉ cung cấp cú pháp await/ sync để kích hoạt đồng thời. Kết quả là, trong khi Rust đảm bảo an toàn cho bộ nhớ, các developer lại chọn Go để tăng khả năng xử lý đồng thời.

Tính năng

Golang:

• Go có garbage collection quản lý bộ nhớ tốt. Sự thiếu an toàn bộ nhớ của C là điều mà Go nỗ lực giải quyết.
• Goroutines cũng là một tính năng rất nổi tiếng của Go.
• Go là ngôn ngữ tập trung giải quyết đa luồng và đồng thời trong lập trình.
• Go có các binaries và hệ thống quả lý package.

Rust:

• Rust không có garbage collection; thay vào đó, nó hoàn toàn dựa vào các checker để đảm bảo an toàn bộ nhớ. Các checker tuân thủ quy tắc "data ownership" để tránh những lỗi liên quan tới data races.
• Error messages chưa là một tính năng hoàn thiện ở Rust để giúp các lập trình viên tạo được những chương trình phức tạp hơn.
• Rust có những tính năng như "Move" và pattern matching.
• Việc không hề tốn chi phí để tránh data race là tính năng chính giúp Rust quản lý tốt bộ nhớ và tăng hiệu năng.

Khả năng bảo trì và cộng đồng

Cả hai ngôn ngữ đều làm mọi thứ chúng cần làm để đảm bảo các ứng dụng đang hoạt động chính xác và dễ bảo trì. Nói một đơn giản, việc duy trì code base của bạn  với Go rất đơn giản, trong khi Rust có code base phức tạp và nhiều tính năng hơn để giải quyết nó.

Các cộng đồng hỗ trợ các ngôn ngữ nguồn mở thường khá lớn. Cộng đồng developer đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ những người mới bắt đầu sử dụng ngôn ngữ. Giúp họ tìm hiểu về các khả năng của ngôn ngữ đó và cách sử dụng chúng một cách hiệu quả. Khi so sánh, Rust vs Golang, cả hai đều có cộng đồng mạnh mẽ. Mặc dù, một số người nói rằng cộng đồng Rust mạnh mẽ hơn Go.

Khi nào sử dụng ngôn ngữ lập trình Rust?

Cả Rust và Golang đều là những lựa chọn tốt nhất. Tuy nhiên, hãy chọn Rust khi:

• Tốc độ thực thi là ưu tiên hàng đầu.
• Bạn muốn an toàn bộ nhớ hơn là một ngôn ngữ đơn giản.
• Thay vì sử dụng các threads, bạn muốn kiểm soát chi tiết trong lập trình.
• Bạn muốn sự chính xác ở runtime quan trọng hơn là tốc độ biên dịch chương trình.
• Bạn yêu thích lập trình phần cứng.

Khi nào sử dụng ngôn ngữ lập trình Golang?

Dựa trên một khảo sát trước đó, Golang được ưu ái hơn so với Rust. Và đây là những lý do để chọn Golang:

• Bạn muốn code đơn giản, dễ đọc và dễ code.
• Bạn muốn chọn một trong ngữ ngôn ngữ có hiệu năng hàng đầu.
• Bạn muốn tốc độ phát triển nhanh, ít sự phức tạp và tiểu tiết trong lập trình.
• Bạn muốn một ngôn ngữ uyển chuyển, dễ dàng phát triển các dự án online khổng lồ.

Như vậy, cả hai đều là những ngôn ngữ mới và được tạo ra có chủ đích để làm cho việc lập trình trở nên tốt hơn. Không có ngôn ngữ hoàn hảo, thay vào đó hãy cân nhắc các điều kiện và tiêu chí của bạn để lựa chọn giữa Rust vs Go.