زبان برنامه‌نویسی Rust چیست؟ کاربرد Rust در ارزهای دیجیتال

امروزه، یافتن یک زبان برنامه‌نویسی قابل اعتماد آن قدرها هم دشوار نیست. شاید شنیده باشید که یک زبان برنامه‌نویسی‌ جدید به نام زبان برنامه‌نویسی Rust وجود دارد که در پلتفرم‌های معروف مانند مایکروسافت ویندوز، سرویس‌های وب آمازون، نگهدارنده‌های هسته لینوکس و پروژه‌های اوپن سورس یا متن باز اندروید و متا و حوزه ارزهای دیجیتال استفاده می‌شوند.

اغلب اوقات، در مورد طراحی زبان برنامه‌نویسی، تفاوت‌های زیادی بین زبان‌های سطح پایین و سطح بالا مشاهده می‌کنید. Rust قصد دارد با ایجاد تعادل بین تجربه توسعه‌دهندگان و ظرفیت فنی فوق‌العاده‌ی خود، چنین نابرابری‌هایی را به چالش بکشد. در نتیجه، این زبان برنامه‌نویسی می‌تواند انعطاف‌پذیری مناسبی را برای کنترل جزئیات سطح پایین، بدون نگرانی در مورد دردسرهای فعلی ارائه دهد.

در این مقاله به این پرسش پاسخ خواهیم داد که چه چیزی Rust را به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی در بین برنامه‌نویسان محبوب کرده است. همچنین به تفاوت‌های بین Rust و سایر زبان‌های برنامه‌نویسی خواهیم پرداخت که این زبان را به عنوان یک انتخاب مناسب معرفی می‌کند. با فکت کوینز همراه باشید.

زبان برنامه‌نویسی  Rust چیست؟

مهم‌ترین نکته برای هر کسی که می‌خواهد زبان برنامه‌نویسی Rust را یاد بگیرد، تعریف آن است. طبق مستندات خود Rust، این یک زبان برنامه‌نویسی ایستا (یا استاتیک) است که در کنار عملکرد خوب خود، ایمنی را نیز تضمین می‌کند. برخلاف سایر زبان‌های رایج مانند PHP که به طور خاص برای اهداف متمایز مانند اجرای وب‌سایت‌ها طراحی شده‌اند، Rust به عنوان یک زبان همه منظوره توسعه داده شده است.

بیشتر بخوانید: ناظر قرارداد هوشمند (Auditor) کیست؟ معرفی شغلی پردرآمد در بلاک چین

در نتیجه، می تواند بسیاری از محدودیت‌های توسعه دهندگان را برطرف کند. این ربان توسط تیمی در کمپانی موزیلا (Mozilla) و به رهبری گریدون هُوار (Graydon Hoare) در سال 2006 توسعه داده شد. زبان Rust بر حل مشکلات زبان‌های برنامه نویسی معمولی مانند C++ تمرکز کرده است. مزایای ویژه‌ای که Rust نسبت به سایر زبان‌های برنامه نویسی ارائه می‌دهد چیست؟ Rust به حل مشکلات توسعه برنامه‌های همزمان و خطاهای حافظه که در زبان‌های C و C++ مشهود است کمک می‌کند.

مزایای زبان برنامه نویسی راست (Rust)

اگر می‌خواهید با اهمیت زبان برنامه نویسی Rust آشنا شوید، باید در جریان مزایای این زبان قرار بگیرید. سه مزیت اصلی Rust به شرح زیر است:

• ارائه ایمنی بالای حافضه مموری به کمک کامپایلر (Complier)
• آبسترکشن‌های (Abstractions) بدون هزینه
• همزمانی بهتر بواسطه مدل مالکیت داده بدون احتمال رقابت اطلاعاتی (data race)

در این بخش یک نمای کلی از مزایای Rust نسبت به سایر زبان‌های برنامه نویسی محبوب ارائه شده است.

بیشتر بخوانید: معرفی موقعیت‌های شغلی حوزه فین‌تک (FinTech) یا فناوری مالی

امنیت بهتر حافظه

هر برنامه نویس سیستمی به کنترل سطح پایینی که بواسطه مدیریت حافظه (مموری) ارائه می‌شود، نیاز دارد. با این حال، مدیریت دستی مشکلات بسیاری را مانند آنچه در زبان‌هایی مانند C و C++ دیده می‌شود، ایجاد می‌کند. شما می‌توانید ابزارهای مؤثری برای این هدف پیدا کنید، اما شناسایی مسائل مدیریت حافظه می‌تواند امری بسیار گیج‌کننده باشد. زبان برنامه‌نویسی Rust می‌توانند این نگرانی‌های شما را برطرف کند.

مدل مالکیت در زبان Rust، مدیریت مموری برنامه را در زمان کامپایل ارزیابی می‌کند. بنابراین می‌توانید مطمئن باشید که مشکلات مربوط به عدم مدیریت کافی حافظه برایتان پیش نمی‌آید. Rust همچنین تضمین می‌کند که زباله روبی یا گاربج کالکشن  (garbage collection) اتفاق می‌افتد. علاوه بر این، Rust با استفاده از کلمه کلیدی ناامن، گاربج را از مابقی کد متمایز می‌کند. در نتیجه پیاده سازی کد بسیار بهینه می‌شود.

بیشتر بخوانید: روش‌های یافتن شغل در متاورس و وب ۳.۰

خلاصه سازی بدون هزینه

نکته مهم بعدی در کاربردهای زبان Rust مربوط به نداشتن هزینه خلاصه سازی (Abstraction) است. این زبان برنامه نویسی تضمین می‌کند که برای استفاده از  خلاصه سازی نیازی به هزینه‌های اضافی در زمان اجرا ندارید. توسعه دهندگان هیچ تفاوتی در سرعت کامپایل برای کدهای سطح پایین و کدهای دارای  خلاصه سازی یا ابسترکشن را تجربه نخواهند کرد. عدم وجود هزینه‌ی مربوط به ابسترکشن برای آینده برنامه نویسی بسیار مهم است. چرا؟ تقریباً 70 درصد از مشکلاتی که مایکروسافت در 12 سال گذشته با آن مواجه شده است مربوط به خطاهای حافظه است.

بهبود در همزمانی یا کانکارنسی

یکی دیگر از نکات قابل توجه در مورد زبان برنامه‌نویسی Rust، سهولت مسئله همزمانی است. جدای از امنیت حافظه، Rust می‌تواند از قابلیت بارو چکر (Borrow Checker) استفاده کند تا از رقابت داده (Data race) در زمان اجرا جلوگیری کند. رقابت داده یک پدیده آشکار در صورت دسترسی دو رشته به یک حافظه به طور همزمان است که به طور کلی منجر به نوسانات غیرقابل پیش بینی در رفتار کد می‌شود. بنابراین، Rust می‌تواند نگرانی‌های کاربران در مورد رفتارهای غیرقابل پیش بینی را برطرف کند.

بیشتر بخوانید: متاورس اپل (Apple Metaverse) چیست؟ لاکچری در دنیای دیجیتال!

علل محبوبیت زبان برنامه‌نویسی Rust

وبسایت استک اوور فلو در سال 2021 از بیش از 80 هزار توسعه دهنده در مورد زبان مورد علاقه آنها سوال کرد و Rust به عنوان محبوب‌ترین زبان برنامه‌نویسی در صدر این لیست قرار گرفت.

اکنون می‌توانید درک کنید که چرا زبان Rust برای آینده توسعه وب به این میزان مهم است. توسعه ‌دهندگان لینوکس پیشنهادی را برای اسکریپت ‌نویسی کد جدید کرنل لینوکس در سال 2020 ارائه کردند. محبوبیت زبان Rust در همکاری فیسبوک با بنیاد Rust نیز مشهود است. شرکت‌های برجسته‌ای مانند گوگل، مایکروسافت، سرویس‌های وب آمازون، موزیلا و هوآوی هر کدام به نوعی از Rust استفاده می‌کنند و از این طریق سلطه خود را در حوزه برنامه‌نویسی به اثبات می‌رسانند.

بیشتر بخوانید: بررسی کامل بازی مار دیوانه (Crazy Snake)؛ کسب درآمد از بازی

کاربردهای زبان برنامه‌نویسی Rust

مزایا و محبوبیت زبان Rust باعث ایجاد کنجکاوی در مورد کاربردهای احتمالی آن می‌شود. Rust یک زبان سطح پایین است و می‌تواند به توسعه دهندگان در استفاده حداکثری از منابعی که در دست دارند کمک کند. سیستم نوع یا تایپ سیستمِ ایستا می‌تواند به جلوگیری از نگرانی‌های مربوط به اشکالات خاص در طول فرآیند کامپایل کمک کند.

بنابراین، زمانی که توسعه‌دهندگان منابع محدودی دارند و می‌خواهند از ظهور هرگونه باگ جلوگیری کنند، می‌توانند به Rust تکیه کنند. در مقابل، زبان‌های نوع پویا یا داینامیک سطح بالا مانند جاوا اسکریپت و پایتون گزینه‌های ایده‌آلی برای توسعه نمونه‌های اولیه هستند. در اینجا یک طرح کلی از کاربردهای بالقوه زبان برنامه نویسی راست برای توسعه گردآوری شده است.

• خدمات و راه حل‌های آنلاین توزیع شده یا غیرمتمرکز.
• ابزارهای خط فرمان بین پلتفرمی با عملکردهای جامع.
• دستگاه‌های تعبیه شده
• برنامه نویسی سیستم‌ها مانند موتورهای مرورگر یا هسته لینوکس

نمونه‌های قابل توجه از بکارگیری زبان برنامه‌نویسی Rust که در توسعه سیستم عامل‌ها استفاده می‌شوند عبارتند از Tock، Redox،  QuiltOS و Rux.

مقایسه زبان برنامه‌نویسی Rust و سایر زبان‌های محبوب

حال وقت آن رسیده است که این زبان را با سایر زبان‌های برنامه نویسی مقایسه کنید تا بتوانید دید بهتری نسبت به ویژگی‌های آن داشته باشید.

Rust و C++

استفاده از زبان برنامه‌نویسی Rust در مقایسه با C++ می‌تواند ضمانتی برای امنیت باشد. Rust به قابلیت خلاصه سازی (Abstraction) کمک می‌کند. وقتی آن را با C++ مقایسه می‌کنید، Rust منحنی یادگیری ساده‌تری را برای برنامه نویسان ارائه می‌دهد. علاوه بر این، Rust همزمانی بهتری را نسبت به C++ ارائه می دهد.

Rust و گو (Go)

با مقایسه بین Rust و Go به فقدان اکسپرشن در دومی اشاره می‌رسیم. زبان برنامه نویسی راست یک سیستم منعطف برای تعریف انواع کانتینر جدید را ارائه می‌دهد. کانتینرها ‌توانند شامل انواع مختلفی از عناصر، داده‌های ریاضی، ژنریک‌ها و صفات یا تریتس باشند. زبان برنامه‌نویسی Rust نسبت به زبان Go کنترل بهتری را بر مدیریت حافظه و منابع ارائه می‌دهد.

Rust و پایتون

در مقایسه با پایتون،  Rust از یک رویکرد شی گرایی تکامل یافته مانند پایتون برخوردار نیست. با این حال، پایتون مشکلاتی مانند نیاز به نوشتن آزمایش‌های اضافی در کنار خرابی‌های زمان اجرا و خرابی‌های تولید را برای کاربران ایجاد می‌کند. برعکس پایتون، Rust می‌تواند در رفع اشکالات احتمالی کدتان کمک کند.

Rust و جاوا

در نهایت نوبت به مقایسه زبان‌های Rust و جاوا رسیده است. Rust زبان نسبتاً سریع‌تری نسبت به جاوا است. علاوه بر این، Rust مصرف حافظه کمتر و سرعت اجرای بیشتری را ارائه می‌کند. از سوی دیگر، جاوا به جمع آوری زباله یا گاربج کالکشن برای تسهیل مدیریت مموری متکی است که می‌تواند بر عملکرد آن تأثیر به سزایی بگذارد. تفاوت بین Rust و Java همچنین نمایانگر چشم اندازهای مطلوب برای آینده زبان برنامه نویسی Rust و چگونگی رشد بیشتر آن است. Rust دارای یک ساختار بسیار خوب است که به ترکیب عبارات در یک اکسپرشن کمک می کند.

مشکلات زبان Rust

مزایای Rust نسبت به سایر زبان‌های برنامه نویسی محبوب نشان می‌دهد که این زبان در بین ‌زبان‌های موجود ویژگی‌های مثبت بسیاری دارد. با این حال، هر فردی که می‌خواهد برنامه نویسی با زبان Rust را یاد بگیرد، باید با معایب این زبان نیز آشنا شود.

نیاز به یادگیری مسائل جدید

اول از همه، Rust می‌تواند منحنی یادگیری ساده‌تری را در مقایسه با زبان‌های دیگر ارائه دهد. با این حال، باید زمان و تلاش خود را صرف یادگیری مدل مالکیت Rust کنید؛ به خصوص اگر پیش از این با زبان‌هایی مانند PHP یا جاوا اسکریپت کار کرده بودید. علاوه بر این، با تغییرات مختلفی مانند استفاده از ماکروها برای دستیابی به توابع مشترک مواجه خواهید شد. همچنین باید با کاربرد بردارها به جای آرایه‌ها آشنا شوید.

بیشتر بخوانید: وایلد کش (Wild Cash)؛ شانسی برای کسب درآمد بی دردسر

پیاده سازی کد سطح پایین

نگرانی مهم بعدی در مورد زبان برنامه‌نویسی Rust ماهیت آن به عنوان یک زبان سطح پایین است. شما باید از کد برای پیاده سازی همان توابعی استفاده کنید که با دستورات ساده در زبان‌های سطح بالاتر به آنها دسترسی دارید. بنابراین، احتمالا در اجرای کد کامل با مشکلات قابل توجهی مواجه شوید.

در عین حال، باید به مهم‌ترین مشکل زبان برنامه‌نویسی Rust نیز توجه داشته باشید یعنی کامپایل کردن با سرعت کند. برخی از کارشناسان اینطور توضیح می‌دهند که کامپایل آهسته در Rust به دلیل نحوه نوشتن کد آن اتفاق می‌افتد و مربوط به جنبه‌های منفی این زبان برنامه نویسی نیست.

آینده‌ی زبان برنامه‌نویسی Rust

چگونه زبان Rust در آینده رشد خواهد کرد؟ با توجه به مزایای گوناگونی که این زبان ارائه می‌دهد، Rust ‌تواند به سطوح امیدوارکننده‌ای از رشد و محبوبیت در آینده دست یابد. آینده زبان برنامه نویسی Rust روشن به نظر می‌رسد و شرکت‌های برتر مانند مایکروسافت، گوگل و خدمات وب آمازون از این زبان استفاده می‌کنند. علاوه بر این، پروژه‌های نوظهور نیز Rust را به عنوان گزینه ترجیحی خود برای برنامه نویسی عملکردهای کارآمد و قدرتمند در نظر می‌گیرند.

به عنوان مثال، متا مهندسانش را تشویق می‌کند تا از Rust برای دستیابی به کارایی و عملکرد بهتر استفاده کنند. Rust همچنین می‌تواند نقشی حیاتی در توسعه «خودروهای هوشمند داشته باشد؛ ابتکاری که توسط ولوو در حال بررسی است. ابتکار جدید ولوو بر سفارشی‌سازی، تمایز و بهبود وسایل نقلیه با استفاده از زبان Rust به عنوان یک جزء جدایی‌ناپذیر از آینده این صنعت تمرکز دارد.

زبان Rust نشان می‌دهد که پتانسیل تبدیل شدن به یکی از نیروهای غالب برای توسعه وب و برنامه نویسی در آینده را دارد. با این حال، آینده Rust به طور عمده به نکات اساسی زیر بستگی دارد.

•  Rust ایمنی بهتری در بحث حافظه ارائه می‌دهد و در نتیجه خیال توسعه‌دهندگان را از بابت مشکلات مربوط به مدیریت حافظه رها می‌کند.
• پروژه‌های Rust به همراه معرفی کتابخانه‌های جدید، ابزارهای توسعه و چارچوب‌های توسعه‌یافته توسط برنامه‌نویسان همچنان در حال گسترش است.
• مهمتر از همه،  Rust می تواند به دلیل سرعت و انعطاف پذیری خود، کاندیدای بالقوه‌ای برای آینده برنامه نویسی باشد.
• در نهایت، Rust اطمینان از تطبیق پذیری را در مواردی که نیاز به بهینه سازی سطح پایین و محیط‌های اجرای پایدار دارند، فراهم می‌کند.

سخن پایانی

در این مقاله سعی کردیم نمایی کلی و مقدماتی در مورد زبان برنامه‌نویسی Rust را ارائه دهیم. این زبان در مقایسه با سایر زبان‌های برنامه نویسی، زبانی سریعتر، همه کاره، امن و انعطاف پذیر با کاربردهای جالب است. می‌توانید از Rust برای توسعه برنامه‌های غیرمتمرکز استفاده کنید.

با این حال، این زبان معایب خود را نیز دارد که باید آن‌ها را بررسی کنید. نظر شما در مورد زبان برنامه نویسی Rust چیست؟ آیا می‌تواند جایگزین زبان‌هایی مثل پایتون و جاوا اکریپت شود؟ دیدگاهتان را با ما در میان بگذارید.

سوالات متداول