I. 前言

Rust，不少程序員的白月光，這里我們簡(jiǎn)單羅列一些大牛的評(píng)價(jià)。

Linus Torvalds：Linux內(nèi)核的創(chuàng)始人，對(duì)Rust的評(píng)價(jià)是：“Rust的主要優(yōu)點(diǎn)是代碼的安全性和速度，很難在C++中實(shí)現(xiàn)這種安全性，而且Rust編譯器會(huì)捕獲很多C++難以發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤”。

Brian Kernighan：C語(yǔ)言的創(chuàng)始人之一，對(duì)Rust的評(píng)價(jià)是：“Rust是一門非常強(qiáng)大的程序語(yǔ)言，在資源管理、內(nèi)存安全、多線程等方面具有很強(qiáng)的能力”。

Rob Pike：Go語(yǔ)言的創(chuàng)始人之一，對(duì)Rust的評(píng)價(jià)是：“Rust是一門很有前途的語(yǔ)言，它將許多最佳實(shí)踐和先進(jìn)技術(shù)整合在了一起，是未來(lái)系統(tǒng)編程的重要選擇”。

越來(lái)越多大學(xué)的課程設(shè)計(jì)中也將rust作為了一個(gè)選項(xiàng)，

比如獲得國(guó)家精品課程的清華大學(xué)的操作系統(tǒng): <? ?http://rcore-os.cn/rCore-Tutorial-Book-v3/??>

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II. Rust Ownership概述

這篇文章我們介紹一下rust的一個(gè)核心概念 ownership

Ownership是Rust語(yǔ)言的一個(gè)核心概念，它決定了一個(gè)值在程序中的生命周期以及對(duì)其訪問(wèn)權(quán)限的限制。Rust的Ownership有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

Rust有嚴(yán)格的內(nèi)存安全性：Ownership規(guī)則決定了在程序中每一個(gè)值的生命周期，因此在Rust程序中不存在內(nèi)存泄漏和數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。

Rust是一種靜態(tài)語(yǔ)言：在編譯階段就可以確定程序中每一個(gè)值的生命周期，因此程序的性能是非常穩(wěn)定的。

明確的資源管理：Ownership規(guī)則決定了程序中的資源如何被分配，釋放和管理，因此程序員不必手動(dòng)進(jìn)行內(nèi)存管理。

總的來(lái)說(shuō)，Rust的Ownership提供了一種通過(guò)明確的規(guī)則管理內(nèi)存和資源的方式，從而避免了許多常見的編程錯(cuò)誤，使程序員能夠開發(fā)出更安全，高效，可靠的程序。

III. Ownership的代碼實(shí)踐

// Rust代碼
fn main() {
let v = vec![1, 2, 3];
let _v2 = v;
println!("{:?}", v);
}

上面的 Rust 代碼會(huì)產(chǎn)生編譯錯(cuò)誤，因?yàn)樵?Rust 中一個(gè)變量只能有一個(gè)所有者。在本代碼中，當(dāng)將 v 賦值給變量 v2 時(shí)，v 就不再擁有它分配的內(nèi)存，所以 v 不能被使用。相比之下，C++代碼是這樣的：

#include <vector>
#include <iostream>

int main() {
std::vector<int> v = {1, 2, 3};
std::vector<int> v2 = v;
std::cout << v[0] << std::endl;
return 0;
}

這段 C++ 代碼不會(huì)產(chǎn)生任何錯(cuò)誤，即使 v 被賦值給 v2，v 仍然可以被使用。這是因?yàn)?C++ 使用垃圾回收機(jī)制，它在運(yùn)行時(shí)才檢測(cè)到內(nèi)存問(wèn)題，而 Rust 使用編譯期所有權(quán)管理機(jī)制，可以在編譯階段發(fā)現(xiàn)內(nèi)存問(wèn)題，更安全。

IV. Ownership與內(nèi)存管理

首先和c++相比

C++不提供類似于Rust Ownership的特性主要是因?yàn)镃++語(yǔ)言的歷史和設(shè)計(jì)目標(biāo)的差異。C++在更早的時(shí)代就已經(jīng)存在，并且它的目標(biāo)是在C語(yǔ)言的基礎(chǔ)上增加面向?qū)ο缶幊痰闹С帧Ｋ哪繕?biāo)是提供最大的靈活性和可控性，以便開發(fā)人員可以最大限度地利用系統(tǒng)資源和高效的底層操作。因此，在C++中，內(nèi)存管理的責(zé)任主要在開發(fā)人員的身上。

而Rust語(yǔ)言則在現(xiàn)代編程語(yǔ)言中引入了Ownership概念，其目標(biāo)是通過(guò)對(duì)內(nèi)存管理和資源管理的嚴(yán)格限制來(lái)提高代碼的安全性和可靠性。在Rust語(yǔ)言中，Ownership機(jī)制可以防止很多常見的編程錯(cuò)誤，例如懸空指針、數(shù)組越界、使用已釋放的內(nèi)存等。因此，如果C++也想要實(shí)現(xiàn)類似的特性，那么它必須從語(yǔ)言設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行許多改變，而這在當(dāng)前已經(jīng)有大量C++代碼存在的情況下是很困難的。

總之，C++和Rust語(yǔ)言的內(nèi)存管理和Ownership特性之間的差異主要是由于兩種語(yǔ)言的歷史和目標(biāo)不同導(dǎo)致的。C++更注重開發(fā)人員的靈活性和可控性。

和我們熟悉的jvm垃圾回收相比

設(shè)計(jì)目標(biāo)：Rust Ownership 旨在在編譯時(shí)避免內(nèi)存問(wèn)題，例如空間泄漏和使用釋放的對(duì)象，并保證程序的安全性和性能。相比之下，JVM 垃圾回收則是在運(yùn)行時(shí)管理內(nèi)存的機(jī)制，旨在解決內(nèi)存泄漏和碎片化問(wèn)題。

編程體驗(yàn)：Rust Ownership 需要程序員經(jīng)常手動(dòng)管理對(duì)象的生命周期，對(duì)語(yǔ)法要求比較高。相比之下，JVM 垃圾回收則不需要程序員進(jìn)行內(nèi)存管理，但是運(yùn)行時(shí)可能會(huì)因垃圾回收帶來(lái)性能問(wèn)題。

內(nèi)存安全：Rust Ownership 通過(guò)在編譯時(shí)避免內(nèi)存問(wèn)題，提供了更高的內(nèi)存安全保證。相比之下，JVM 垃圾回收可能存在內(nèi)存問(wèn)題，例如內(nèi)存泄漏，但通常情況下還是比較安全的。

性能：Rust Ownership 可以通過(guò)避免編譯時(shí)避免內(nèi)存問(wèn)題來(lái)提高性能。相比之下，JVM 垃圾回收的性能可能會(huì)受到垃圾回收帶來(lái)的影響，但它仍然可以通過(guò)其他方式優(yōu)化性能。

V. 總結(jié)

本文介紹了Ownership的概念、特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

讓熟悉JVM生態(tài)的我們了解了另一個(gè)生態(tài)下更加顯式的內(nèi)存管理、高效的內(nèi)存分配以及代碼安全性和可讀性的設(shè)計(jì)思路，也同時(shí)告訴了我們程序語(yǔ)言的設(shè)計(jì)上對(duì)于成本、效率永無(wú)止境的追求。

到此這篇關(guān)于Rust 編程語(yǔ)言中的所有權(quán)ownership詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Rust所有權(quán)簡(jiǎn)介內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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