Rust là gì? Khám phá chi tiết ngôn ngữ lập trình Rust

Ngôn ngữ lập trình Rust những năm gần đây luôn nằm trong top 10 loại ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất thế giới. Vậy Rust có thế mạnh gì khi có thể nằm trong bảng xếp hạng nhiều năm liền, cùng theo dõi bài viết sau để tìm ra những ưu điểm của Rust nhé. 

1. Ngôn ngữ lập trình Rust là gì?

Rust là một ngôn ngữ lập trình đa năng, đa mô hình, nhấn mạnh hiệu suất, an toàn kiểu và đồng thời . Rust thực thi an toàn bộ nhớ nghĩa là tất cả các tham chiếu đều trỏ đến bộ nhớ hợp lệ mà không yêu cầu sử dụng trình thu gom rác hoặc đếm tham chiếu có trong các ngôn ngữ an toàn bộ nhớ khác.

Để đồng thời thực thi an toàn bộ nhớ và ngăn chặn các cuộc chạy đua dữ liệu đồng thời , “trình kiểm tra mượn” của Rust theo dõi thời gian tồn tại của đối tượng của tất cả các tham chiếu trong một chương trình trong quá trình biên dịch.

Rust phổ biến cho lập trình hệ thống nhưng cũng cung cấp các tính năng cấp cao bao gồm một số cấu trúc lập trình chức năng.

Nhà phát triển phần mềm Graydon Hoare đã tạo Rust như một dự án cá nhân khi làm việc tại Mozilla Research vào năm 2006. Mozilla chính thức tài trợ cho dự án này vào năm 2009. Kể từ lần phát hành ổn định đầu tiên vào tháng 5 năm 2015, Rust đã được các công ty bao gồm Amazon , Discord , Dropbox , Facebook ( Meta ), Google ( Bảng chữ cái ) và Microsoft .

Rust đã được ghi nhận vì sự phát triển của nó như một ngôn ngữ mới hơn và là chủ đề của nghiên cứu ngôn ngữ lập trình học thuật .

Ngôn ngữ lập trình Rust là gì?

2. Tính năng của ngôn ngữ lập trình Rust

Borrow checker

Trong ngôn ngữ Rust, Borrow checker có tính năng ngăn chặn các cuộc chạy đua dữ liệu tại thời điểm biên dịch. Rust ngăn chặn loại hành vi không xác định khi cùng một bộ nhớ được truy cập bởi hai luồng cùng một lúc.

Ownership

Ngôn ngữ Rust quản lý bộ nhớ thông qua một hệ thống quyền sở hữu – ownership. Nó bao gồm một tập hợp các quy tắc được kiểm tra bởi trình biên dịch.

Mỗi giá trị trong Rust có một biến được gọi là chủ sở hữu (owner), tại một thời điểm chỉ có thể có một owner.

Khi biến vượt ra ngoài phạm vi thì quyền sở hữu sẽ bị loại bỏ, về cơ bản thì đây là làm sạch bộ nhớ được cấp phát cho một heap khi biến không thể được truy cập nữa.

Các quy tắc sở hữu cung cấp các lợi ích như an toàn bộ nhớ kèm theo kiểm soát tốt hơn đối với bộ nhớ, khác với các ngôn ngữ lập trình khác.

Lifetime

Trong trình biên dịch Rust, lifetime được sử dụng để theo dõi tính hợp lệ của các tham chiếu. “Reeference” của một biến là một con trỏ trỏ đến một biến cụ thể.

Chú thích Lifetime cũng được sử dụng để thông báo cho người kiểm tra mượn về thời gian các tham chiếu sẽ có hiệu lực.

Borrow checker có thể suy ra lifetime chính xác trong nhiều trường hợp nhưng đôi khi có thể cần sự trợ giúp của các developers.

Tất cả các tính năng này giúp tối ưu hóa việc quản lý bộ nhớ bằng Rust. Điều này làm cho nó trở thành ngôn ngữ lập trình được lựa chọn cho đám mây.

Tính năng của ngôn ngữ lập trình Rust

3. Đặc điểm nổi bật ngôn ngữ Rust

Quản lý bộ nhớ

Rust đã giải quyết được vấn đề được xem như một điểm yếu của ngôn ngữ C như: khi lập trình hệ thống cần điều khiển bộ nhớ ở mức thấp, dù có sự tham gia của các công cụ như Valgrind thì việc nắm bắt các vấn đề về quản lý bộ nhớ rất khó.

Hệ thống quyền sở hữu của Rust sẽ phân tích việc quản lý bộ nhớ của chương trình tại thời điểm biên dịch, đảm bảo không xảy ra lỗi do quản lý bộ nhớ kém.

Quản lý đồng thời (concurrency)

Nhờ có tính năng borrow checker, Rust có thể ngăn chặn các cuộc đua dữ liệu tại thời điểm biên dịch, tránh dẫn đến một số hành vi khó đoán, khó lường.

Zero-cost abstractions

Zero-cost abstractions đảm bảo không có runtime overhead cho các trừu tượng (abstraction) mà bạn sử dụng. Nói dễ hiểu hơn thì tốc độ giữa code mức thấp và code được viết bởi abstractions không có sự khác nhau.

Đặc điểm nổi bật ngôn ngữ Rust

4. Ứng dụng ngôn ngữ lập trình Rust

Hiện nay, ngôn ngữ lập trình Rust đang được sử dụng nhiều nhất là ở những hệ thống lớn yêu cầu mức độ phức tạp cao, phải xử lý nhiều nguồn dữ liệu song song liên tục.

Ngoài ra ngôn ngữ Rust còn được sử dụng làm nhiều thứ khác như website, ứng dụng PC, các thiết bị thông tin xử lý tốc độ cao như hệ thống điều khiển, hệ thống tín hiệu,…

Trong tương lai thì Rust còn đem lại nhiều hứa hẹn hơn khi phát triển lên các hệ thống chạy trên chip ARM để quản lý bộ nhớ và tốc độ thực thi.

Ngoài ra thì Rust còn được sử dụng để viết:

  • Trình biên dịch
  • Ứng dụng thời gian thực (real-time)
  • Hệ thống nhúng (embedded system)
  • Các hệ thống cần có hiệu suất cao và độ trễ thấp như: các thiết bị lái xe, trong game, hay các thiết bị phát sóng..
  • Ứng dụng phân tán và song song
  • Web Framework….

Ứng dụng ngôn ngữ lập trình Rust

5. Cách học ngôn ngữ lập trình Rust hiệu quả

Hiện nay ngôn ngữ lập trình Rust đang được sử dụng rộng rãi, từ những lập trình viên, các công ty phần mềm hay những sinh viên mới bắt đầu với nghề lập trình cũng hứng thú tìm tòi.

Tuy nhiên ngôn ngữ này khá là khó học vì chúng là loại ngôn ngữ lập trình phức tạp. Bạn bắt buộc phải thường xuyên cập nhật mới có thể theo kịp kiến thức vì nó liên tục đổi mới.

Tuy nhiên bạn cũng không cần lo lắng nhiều, vì ngôn ngữ này có đủ tài liệu để cho những người mới bắt đầu có thể dễ nắm bắt được những cú pháp cơ bản và cách dùng chúng.

Bạn cũng có thể tham khảo một vài đề cử dưới đây:

  • Đọc sách cách trang bị kiến thức cơ bản nhất về Rust, bạn có thể tham khảo qua cuốn The Rust Programming Language, tại đây sẽ tổng hợp đầy đủ các thông tin về ngôn ngữ Rust.
  • Tiện lợi hơn thì bạn có thể tìm kiếm các thông tin trên các website. Ví dụ website Rust by Example – hướng dẫn bạn từ những kiến thức cơ bản đến nâng cao về chuyển đổi, cách xử lý lỗi, luồng kiểm soát,…
  • Mạnh dạn tham gia các diễn đàn lớn, các hội nhóm,… để cùng trao đổi và nghiên cứu tài liệu tốt hơn.

Cách học ngôn ngữ lập trình Rust hiệu quả

>>> Xem thêm: Tổng quan về ngôn ngữ lập trình PHP

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *