Rust，云时代的 C++

现有的编程语言非常多，大家都习惯了要在性能、表达力和内存安全之间取舍，直到 Rust 横空出世。

对于 Rust 这门语言，很多人可能都听过，但是没用过。实际上，早从 16 年起，Rust 已经连续六年霸榜，被 Stack Overflow 评选为最受开发者喜爱的语言。

当然，它优点确实很多。不夸张地说，用过 Rust 的人都说各种好。

首先 Rust 没有历史包袱，采百家之长。从语言的内核看， Rust 重塑了对基本概念的理解。比如它清晰地定义了变量的生命周期，不仅摒弃GC这样的内存和性能杀手，还不用关心手动内存管理，让内存安全和高性能兼得。

其次，从语言的外观来看，它用起来很像 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++，表达力和高性能二者兼得。

所以，集表达力、高性能、内存安全于一身的 Rust ，在很多场景里都能大施拳脚。除了在传统的系统开发领域，如操作系统、设备驱动、嵌入式等方向高歌猛进之外，Rust 还在服务端高性能、高并发场景遍地开花。

目前国内外不少知名互联网或科技公司，都在采用 Rust 重构技术栈，比如字节的飞书、Google 的 Fuchsia 等，清华大学也开始让本科生学习 Rust 而不是 C/C++。在可预见的未来，Rust 或在大多数领域代替 C/C++，成为开发者的主力语言。

用起来就有多香，学起来就有多难。Rust 也是公认的难入门，学习曲线很陡峭。

除了普遍觉得不好学的所有权和生命周期以外，不同语言背景还会有不同的难点：

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；
Golang 开发者，难点在类型系统和泛型编程

我自己在学习 Rust 的过程中，也经历了从一知半解到了然在胸的过程。在深度阅读各种书籍资料（中文书推荐汉东的《Rust 编程之道》）之余，我还广泛阅读 Rust 标准库的源码，从这些源码中汲取第一手的营养。除此之外，我还大量撰写代码，除了在 crates.io 上发布的十多个 crate 外，我还用 Rust 写了不少个人项目，涵盖从后端服务，API，到 Rust 和 swift / elixir / nodejs 等语言的交互，再到用 Rust 开发 web 前端。

在这个过程中，我总结了不少知识和经验，并且尝试着把这些知识经验传授给更多的人。我给我的同事们培训 Rust，也在我的公众号撰写 Rust 系列文章和在 bilibili 上发布《程序君的 Rust 培训》。我希望，通过这些努力，可以让更多的开发者了解和使用 Rust，帮助他们成为更好的程序员，为他们自己的职业生涯开辟更多的可能性。

但是这些内容还不够系统，不够全面，对初学者不够友好。我也一直在思考怎样把我掌握的 Rust 知识以一种更好的方式展现出来。

于是，我和极客时间合作推出了这个专栏《陈天 · Rust 编程第一课》。我希望能通过这个专栏，给你一个系统的 Rust 的入门路径，由浅入深，帮助你攻克 Rust 的主要难点，理解其设计理念：

承担着「Rust 第一课」的使命，在每堂课我尽量讲得通俗易懂，把各个知识点类比到不同的语言中，设计了很多小而美的示例代码，引入 Rust 标准库的源代码进行分析，并且还精心绘制了大量的原理图。每一讲都遵循「表层知识 → 解读源码 → 底层设计」的思路，力求帮你理解 Rust 繁多概念背后的设计逻辑。

（我用 excalidraw 绘制的原理图 - 你会在课程中逐渐见到它们）

具体来看，整个专栏分成 5 个模块：

1.前置知识篇

回顾软件开发的基础概念：堆、栈、函数、闭包、泛型、同步和异步等。这些是学好任意一门编程语言都要吃透的概念，因为编程语言不过是这些概念的具体表述和载体。

2.基础知识篇

深入浅出地探讨 Rust 变量的所有权和生命周期，对比几种主流的内存管理方式，包括 C 的手工管理、Java 的 GC、Swift 的 ARC 和 Rust 的独特方案。之后围绕所有权和生命周期，来讨论 Rust 的几大语言特性：函数式编程特性、类型系统、泛型编程以及错误处理。

3.进阶篇

Pascal 之父，图灵奖得主尼古拉斯·沃斯有一个著名的公式：算法 + 数据结构 = 程序，想随心所欲地使用 Rust 构建数据结构，深度掌握类型系统必不可少。所以将重点介绍 Trait、Trait Object、泛型、Unsafe Rust、 FFI，用 Rust 为自己的主力语言在关键路径上提供更高性能。

4.并发篇

学会用最合适的工具解决最合适的问题很重要。这个模块将带你从底层的 atomics 一路向上，历经 Mutex、Semaphore、Channel，直至 actor model，探索不同的并发手段。你会深度了解到，其他语言中被奉为圭臬的并发手段，在 Rust 里，只不过是一种并发工具。

5.实战篇

单纯掌握语言特性，能写出解决一些小问题的代码，就像在游泳池里练习冲浪，算是初窥门径；想要真正把语言融会贯通，还要靠大风大浪中的磨炼。这个模块会带你学习如何把 Rust 应用在生产环境中，以及如何用 Rust 解决实际问题。

有多少干货，来看看目录吧。