Rust编程第一课学习笔记之《让Rust成为你的下一门主力语言》

Rust是一门非常重视开发者用户体验的语言。如果做一个互联网时代的编程语言用户体验的排行，Rust 绝对是傲视群雄的独一档。 一旦你适应了 Rust，就很难离得开。Rust 语言的这种极致用户体验不仅仅反映在编译器上，整个语言的工具链包括 rustup、cargo 等，都是如此简单易用、善解人意。 Rust会越用越享受。以我个人的开发经验看，很多语言你越深入使用或者越广泛使用，就越会有“怒其不争”的感觉，因为要么掣肘很多，无法施展；要么繁文缛节太多，在性能和简洁之间很难二选一。

而我在使用 Rust 的时候，这样的情况很少见。操作简单的 bit 、处理大容量的 parquet、直面 CPU 乱序指令的 atomics，乃至像 Golang 一样高级封装的 channel，Rust 及其生态都应有尽有，让你想做什么的时候不至于“拔剑四顾心茫然”。

Rust 被公认是很难学的语言，学习曲线很陡峭。

作为一门有着自己独特思想的语言，Rust 采百家之长，从 C++ 学习并强化了 move 语义和 RAII，从 Cyclone 借鉴和发展了生命周期，从 Haskell 吸收了函数式编程和类型系统等。

所以如果你想从其他语言迁移到 Rust，必须要经过一段时期的思维转换（Paradigm Shift）。

从命令式（imperative）编程语言转换到函数式（functional）编程语言、从变量的可变性（mutable）迁移到不可变性（immutable）、从弱类型语言迁移到强类型语言，以及从手工或者自动内存管理到通过生命周期来管理内存，难度是多重叠加。

而 Rust 中最大的思维转换就是变量的所有权和生命周期，这是几乎所有编程语言都未曾涉及的领域。

但是你一旦拿下这个难点，其他的知识点就是所有权和生命周期概念在不同领域的具体使用，比如，所有权和生命周期如何跟类型系统结合起来保证并发安全、生命周期标注如何参与到泛型编程中等等。 学习过程中，在所有权和生命周期之外，语言背景不同的工程师也会有不同难点，你可以重点学习：

• C 开发者，难点是类型系统和泛型编程；
• C++ 开发者，难点主要在类型系统；
• Python/Ruby/JavaScript 开发者，难点在并发处理、类型系统及泛型编程；
• Java 开发者，难点在异步处理和并发安全的理解上；
• Swift 开发者，几乎没有额外的难点，深入理解 Rust 异步处理即可。

只要迈过这段艰难的思维转换期，你就会明白，Rust 确实是一门从内到外透着迷人光芒的语言。

从语言的内核来看，它重塑了我们对一些基本概念的理解。比如 Rust 清晰地定义了变量在一个作用域下的生命周期，让开发者在摒弃垃圾回收（GC）这样的内存和性能杀手的前提下，还能够无需关心手动内存管理，让内存安全和高性能二者兼得。

从语言的外观来看，它使用起来感觉很像 Python/TypeScript 这样的高级语言，表达能力一流，但性能丝毫不输于 C/C++，从而让表达力和高性能二者兼得。

这种集表达力、高性能、内存安全于一身的体验，让 Rust 在 1.0 发布后不久就一路高飞猛进，从 16 年起，连续六年成为 Stack Overflow 用户评选出来的最受喜爱的语言。

如何学好 Rust？

Rust 如此受人喜爱，有如此广泛的用途，且当前各大互联网厂商都在纷纷接纳 Rust，那么我们怎样尽可能顺利地度过艰难的思维转换期呢？

在多年编程语言的学习和给团队传授经验的过程中，我总结了一套从入门到进阶的有效学习编程语言的方法，对 Rust 也非常适用。

我认为，任何语言的学习离不开精准学习+刻意练习。

所谓精准学习，就是深挖一个个高大上的表层知识点，回归底层基础知识的本原，再使用类比、联想等方法，打通涉及的基础知识；然后从底层设计往表层实现，一层层构建知识体系，这样“撒一层土，夯实，再撒一层”，让你对知识点理解得更透彻、掌握得牢固。

比如 Rust 中的所有权和生命周期，很多同学说自己看书或者看其他资料，这部分都学得云里雾里的，即便深入逐一理解了几条基本规则，也依旧似懂非懂。

但我们进一步思考“值在内存中的访问规则”，最后回归到堆和栈这些最基础的软件开发的概念，重新认识堆栈上的值的存储方式和生命周期之后，再一层层往上，我们就会越学越明白。

这就是回归本原的重要性，也就是常说的第一性原理：回归事物最基础的条件，将其拆分成基本要素解构分析，来探索要解决的问题。 精准学习之后，我们就需要刻意练习了。刻意练习，就是用精巧设计的例子，通过练习进一步巩固学到的知识，并且在这个过程中尝试发现学习过程中的不自知问题，让自己从“我不知道我不知道”走向“我知道我不知道”，最终能够在下一个循环中弥补知识的漏洞。

这个过程就像子思在《中庸》里谈治学的方法：博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。我们学习就要这样，学了没有学会绝不罢休，不断在学习 - 构建 - 反思这个循环中提升自己。Rust 的学习，也是如此。 想要学好任意一门编程语言，首先要吃透涉及的概念，因为编程语言，不过是这些概念的具体表述和载体。 Pascal 之父，图灵奖得主尼古拉斯·沃斯（Niklaus Wirth）有一个著名的公式：算法+数据结构=程序。想随心所欲地使用Rust 为你的系统构建数据结构，深度掌握类型系统必不可少。

在 Rust 里，你可以使用 Trait 做接口设计、使用泛型做编译期多态、使用 Trait Object 做运行时多态。在你的代码里用好 Trait 和泛型，可以非常高效地解决复杂的问题。 让我们携手，为自己交付 “Rust 开发” 这个大技能，让 Rust 成为你的下一门主力语言！