Rust là gì? Liệu Rust có phải là ngôn ngữ lập trình của tương lai không?

Khi nhắc đến các dự án dài hạn, phần lớn lập trình viên đều chọn ngôn ngữ lập trình Rust. Không chỉ đảm bảo tính an toàn, mạnh mẽ, Rust còn hỗ trợ lập trình viên cải thiện hiệu suất viết code, hạn chế lỗi và khả năng quản lý bộ nhớ. Bên cạnh Python, Rust được mệnh danh là “ngôn ngữ lập trình trong tương lai”. Vậy chính xác Rust là gì? Rust quan trọng như thế nào đối với các lập trình viên?

Giới thiệu tổng quan về ngôn ngữ lập trình Rust

Rust là gì?

Rust là ngôn ngữ lập trình đa dụng (multi-paradigm) hiệu suất cao (high-performance), định kiểu tĩnh (statically typed). Ngôn ngữ lập trình này hỗ trợ các nhà phát triển tạo ra những ứng dụng mạnh mẽ và an toàn. So với C hoặc C++, Rust giải quyết được các vấn đề về bộ nhớ và phát triển chương trình cùng lúc.

Hiện tại, Rust đã thành công chinh phục các “ông lớn” trong lĩnh vực công nghệ như Dropbox, Firefox, Cloudflare và nhiều đơn vị, tổ chức khác trên thị trường. Điểm cộng của Rust là có tốc độ nhanh chóng, giúp tiết kiệm tối đa bộ nhớ. Đồng thời, Rust tích hợp các tính năng mạnh mẽ của các ngôn ngữ lập trình khác với cú pháp thân thiện, dễ hiểu hơn.

Trên thực tế, Rust ra đời từ năm 2006 do Graydon Hoare – lập trình viên nổi tiếng tại Mozilla Research phát triển. Tuy nhiên, mãi cho đến năm 2010, Rust mới được công chúng biết đến và sử dụng. Về sau, Rust chủ yếu được phát triển bởi cộng đồng mã nguồn mở. Ngôn ngữ lập trình này hội tụ giữa tốc độ thực thi và sự an toàn trên hệ thống.

Một số tính năng cốt lõi của Rust

Nhìn chung, Rust là một ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ, được nhiều doanh nghiệp lựa chọn. Vậy các tính năng của Rust là gì?

Borrow Checker

Tính năng này của Rust có khả năng ngăn chặn các “cuộc chạy đua” dữ liệu ở thời điểm biên dịch. Các “cuộc chạy đua” này diễn ra khi có hai luồng truy cập trong cùng một bộ nhớ. Với sự hỗ trợ của, các hoạt động thiếu an toàn này sẽ được loại bỏ nhanh chóng.

Ownership

Khác với một số ngôn ngữ lập trình phổ biến, Rust quản lý thông qua hệ thống quyền sở hữu (ownership). Hệ thống này bao gồm các quy tắc được kiểm tra và quản lý bởi trình biên dịch.

Theo đó, mỗi giá trị trong Rust có một biến được gọi là chủ sở hữu (owner). Về cơ bản, tại một thời điểm chỉ có thể tồn tại một chủ sở hữu. Khi biến vượt ra ngoài phạm vi, quyền sở hữu sẽ bị loại bỏ. Điều này giúp bộ nhớ được làm sạch một cách hiệu quả.

Lifetime

Trình biên dịch của Rust sử dụng Lifetime để theo dõi tính hợp lệ của các tham chiếu. Trong đó, Reference của một biến là con trỏ có khả năng trỏ đến một biến cụ thể. Để thông báo cho người kiểm tra về khoảng thời gian tham chiếu có hiệu lực, bạn có thể sử dụng chú thích Lifetime của Rust.

Ngoài ra, Borrow Checker có thể suy ra Lifetime chính xác trong nhiều trường hợp nhưng vẫn cần sự hỗ trợ của các developers. Các tính năng này giúp việc quản lý bộ nhớ bằng Rust được tối ưu hoá.

Ưu điểm và hạn chế của Rust

Ưu điểm

So với các ngôn ngữ lập trình khác, Rust có khả năng điều khiển bộ nhớ khi xử lý lệnh một cách dễ dàng. Rust sở hữu những tính năng cũng như công cụ chuyên biệt để quản lý bộ nhớ cấp phát. Đặc biệt, trong lập trình hệ thống, Rust giúp giảm thiểu tối đa việc gặp lỗi khi thực thi lệnh.

Về bản chất, Rust vốn là một ngôn ngữ đa nền tảng, có thể vận hành trên mọi hệ điều hành phổ biến hiện nay. Đồng thời, ngôn ngữ lập trình này cũng tạo ra những ứng dụng chạy trên các ứng dụng ấy. Với khả năng tối đa hoá tốc độ và quản lý bộ nhớ tốt, Rust đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng nhúng.

Khác với C, Rust hỗ trợ các ứng dụng song song rất hiệu quả. Nói cách khác, ngôn ngữ lập trình này hỗ trợ cho những CPU đa nhân nhiều hơn. Trong khi đó, các ứng dụng hiện nay đều sử dụng từ 2 – 3 nhân là chính.

Hạn chế

Như đã đề cập, Rust được phát triển bởi cộng đồng mã nguồn mở. Vì vậy, ngôn ngữ lập trình này thường được cập nhật thường xuyên. Tuy nhiên, đôi khi việc này lại khiến người dùng gặp khó khăn khi sử dụng Rust. Vì vậy, bạn phải thường xuyên theo dõi những cập nhật, thay đổi để có thể bắt nhịp kịp những thay đổi khác nhau.

Bên cạnh đó, dù là mạnh mẽ nhưng Rust được xem là ngôn ngữ lập trình tương đối khó tiếp cận. Đó là vì ngôn ngữ lập trình này được sinh ra để tương tác sâu vào hệ thống nhưng vẫn nằm trong tầm kiểm soát. Đồng thời, cách thức câu lệnh của Rust cũng khá phức tạp với người mới. Trên thực tế, Rust được sinh ra để lập trình trên những hệ thống phức tạp và cần tốc độ cao.

3 đặc điểm nổi bật của Rust

#1. Quản lý bộ nhớ

Nếu muốn lập trình hệ thống, bạn nên điều khiển bộ nhớ ở mức thấp nhất. Trong khi đó, quản lý thủ công thường gặp phải rất nhiều vấn đề bất cập như ngôn ngữ lập trình C. Dù có sự hỗ trợ của Valgrind, việc nắm bắt các vấn đề về quản lý bộ nhớ cũng rất khó. Trong khi đó, Rust có khả năng xử lý triệt để những vấn đề này.

Bên cạnh đó, hệ thống quyền sở hữu của Rust hỗ trợ phân tích việc quản lý bộ nhớ của chương trình tại thời điểm biên dịch. Nhờ đó, bộ nhớ sẽ được quản lý hiệu quả hơn và người dùng không tốn thời gian thu thập dữ liệu rác.

#2. Quản lý đồng thời

Sở hữu tính năng borrow checker, Rust giúp người dùng hạn chế các cuộc đua dữ liệu tại thời điểm biên dịch. Thông thường, các cuộc chạy đua dữ liệu sẽ xảy ra khi hai luồng truy cập vào cùng một bộ nhớ. Điều này có thể xảy ra một số hành vi khó lường. Với sự hỗ trợ của Rust, thực trạng này đã được ngăn chặn hiệu quả.

#3. Zero-cost abstractions

Đặc điểm này của Rust giúp hạn chế tình trạng runtime overhead cho các abstraction mà bạn sử dụng. Hiểu đơn giản, Rust giúp tạo ra sự tương đồng về tốc độ giữa code ở mức thấp với code được viết với abstraction.

#4. Báo lỗi trước

Một trong những đặc điểm khác biệt của Rust là có khả năng báo lỗi trước. Đối với các ngôn ngữ lập trình khác, bạn cần trau dồi kiến thức, kỹ năng tốt trước khi tiến hành code chương trình. Tuy nhiên, với Rust, bạn không cần trang bị trước điều đó.

Ngôn ngữ lập trình này có khả năng báo lỗi và đề xuất phương án khắc phục trong quá trình người dùng code. Ngoài ra, Rust cũng khá dễ tiếp cận và học tập. Thế nên, bạn có thể dễ dàng thực hành cũng như rèn luyện Rust mỗi ngày.

Kết luận

Nhìn chung, Rust là một ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ, hiệu suất và công năng tuyệt vời. Đồng thời, Rust còn sở hữu một cộng đồng tích cực luôn sẵn sàng nâng cấp, cải thiện ngôn ngữ. Hơn nữa, Rust còn là sự lựa chọn tuyệt vời nếu bạn muốn tìm kiếm giải pháp an toàn và nhanh chóng hơn C hoặc C++.

Từ những thông tin trên, Tino Group hy vọng bạn đã hiểu Rust là gì cũng như các tính năng mạnh mẽ của ngôn ngữ lập trình này. Đừng quên theo dõi Tino Group để không bỏ lỡ những bài viết hay về lập trình nhé!

Những câu hỏi thường gặp