Začni s programováním v jazyce Rust

Vývoj nových technologií jde závratnou rychlostí kupředu. S tím jde ruku v ruce i aktualizace programovacích jazyků, které tu jsou s námi už od raného věku. Vznikají tak nové jazyky, které řeší případné nedostatky svých předchůdců. Mezi ně patří i Rust, který se v posledních letech dostává do povědomí vývojářů a stává se žádaným jazykem pro celou řadu projektů.

V článku si blíže představíme programovací jazyk Rust. Povíme si o jeho přínosech i nevýhodách, které ho zatím trápí. Představíme ti jeho ekosystém, společnosti, které ho využívají, a jak v něm můžeš začít programovat.

Co je to programovací jazyk Rust

Jedním z programovacích jazyků, který v dnešním technologickém světě získává na popularitě, je Rust. Především pak díky jeho základním principům, mezi něž patří rychlost, bezpečnost a schopnost zpracovávat více úkolů souběžně. Jazyk Rust má podobnou syntax jako C++ a je navržen tak, abys v něm dokázal*a naprogramovat výkonný, bezpečný a optimalizovaný software.

To však zdaleka není vše, čím se tento programovací jazyk může pochlubit. Rust se zaměřuje na automatickou správu paměti (garbage collection) a odkazů (reference counting). Díky tomu speciální algoritmus dokáže uvolnit vybrané úseky paměti nebo minimalizovat odkazy, které software nepotřebuje. Ve své podstatě se jazyk Rust stará o bezpečnost paměti.

související kurzy:

Rust Developer

Lukáš Hozda

IT Metodolog v Braiins Systems

O kurzu

Krátce o původu tohoto programovacího jazyka

Rust je programovací jazyk s otevřeným zdrojovým kódem. Poprvé ho světu představil Graydon Hoare v roce 2010, když pracoval ve společnosti Mozilla. Krátce poté jej začala firma sponzorovat a dodnes je hlavním podporovatelem projektu Rust. 

Proč začít programovat v Rustu?

Rust je v programátorském světě oblíbený hned z několika důvodů. Seznam se s nimi a zjisti, zdali by i pro tvé projekty byl tento programovací jazyk skvělou volbou.

Bezpečnost paměti

Jak jsme již zmínili, Rust se vyznačuje důrazem na bezpečnost paměti. Na rozdíl od dalších jazyků, které používají garbage collector nebo reference counting, tento jazyk zajišťuje, aby reference vždy odkazovali na platnou paměť. To umožňuje psát kód, který je nejen rychlý a bezpečný, ale také efektivní.

Souběžnost úkolů

Zpracování více úloh současně je ve většině vývojových situací nutností, v čemž Rust rozhodně vyniká. Přístup jazyka k souběžnosti je jedním z jeho nejsilnějších aspektů, který vám pomůže psát rychlý a bezpečný kód pro vícevláknové programování.

Výkon

Rust se nesnaží jen o to, aby kód byl pouze bezpečný, ale také rychlý. Kód Rustu se kompiluje do strojového kódu, což znamená, že je navržen tak, aby plně využíval výhody hardwaru, na němž je psán.

Systém typů a model vlastnictví

Typový systém a model vlastnictví jsou jádrem Rustu zajišťující přístup k bezpečnosti a souběžnosti. Díky tomu jazyk umožňuje nejen kontrolu nad správou paměti, ale pomáhá předcházet běžným programátorským chybám, jako je odkazování skrze ukazatele (pointer dereferencing) či souboj dat (data races).

Díky těmto vlastnostem je Rust mocným nástrojem ve tvé programátorské výbavě. Ať už vytváříš vysoce výkonný webový server, systémovou utilitu nebo hru. Programovací jazyk Rust nabízí funkce a ekosystém, které povedou k úspěchu tvého projektu.

Stinná stránka jazyka Rust

I když má programovací jazyk Rust mnoho silných stránek, není bezchybný. Níže zmiňujeme několik věcí, které tě mohou zaskočit:

Náročný na naučení

Rust je známý svými vysokými nároky na to, abys ses ho mohl*a naučit, zejména pak ve chvíli, kdy s programováním začínáš. Zavádí několik nových konceptů, jako je vlastnictví (ownership), výpůjčky (borrowing) a životnost (lifetimes), které mohou být obtížně pochopitelné. 

Tím se ale nenech odradit, protože vše začneš lépe chápat, jakmile začneš Rust používat v praxi. 

Nadbytečnost kódu

Jazyk Rust je zaměřený na explicitnost a bezpečnost, což může vést k nadbytečnému kódu. To je patrné především ve srovnání s jazyky jako Python nebo JavaScript, kde toho často zvládneš víc na méně řádcích.

Na druhou stranu jistá míra explicitnosti usnadňuje ladění nebo práci ve velkých kódových databázích.

Menší ekosystém

Ačkoliv se ekosystém jazyka Rust rozrůstá, stále nemůže konkurovat možnostem JavaScriptu, Pythonu nebo Javy. Určitě najdeš knihovnu nebo framework pro konkrétní úkol, na kterém pracuješ, ale nebudeš mít takový výběr. 

Doba převodu kódu

Programovací jazyk Rust si zakládá na vytváření efektivních, bezpečných a souběžných programů. Má to však i drobnou nevýhodu: doba, za kterou se kód v jazyce Rust promění ve funkční program (strojový kód, který čte počítač), může být poněkud pomalá ve srovnání s jinými jazyky.

Navzdory těmto problémům mnoho vývojářů zjistilo, že výhody jazyka Rust převažují nad jeho negativy. Bezpečnost, výkon a souběžnost, které jazyk poskytuje, mohou změnit pravidla hry, zejména při programování na systémové úrovni. A i když je výrazně složitější na pochopení, jde o investici, která se ti v dlouhodobém horizontu vyplatí.

Ekosystém Rust

Ekosystém Rust se neustále rozrůstá. Existují knihovny (tzv. „crates“) pro téměř vše, na co si vzpomeneš (od vývoje webových stránek až po vývoj her). Správce balíčků Cargo usnadňuje správu v závislosti na typu tvého projektu. 

Ačkoliv Rust patří mezi programovací jazyky, které jsou obtížné pro úplné nováčky, tak oproti ostatním jazykům nabízí jednu z nejlépe propracovaných dokumentací. K ruce ti také bude komunita zapálených programátorů, kteří vytvářejí další zajímavé vzdělávací materiály.

Co je Cargo?

Cargo je systém sestavování a správce balíčků Rustu, podobně jako pip pro Python, gem pro Ruby a npm pro Javascript. Cargo se stará o spoustu úkolů, jako je sestavení a kompilace kódu, stažení knihoven, na kterých tvůj kód závisí, a sestavení těchto knihoven. Cargo se většinou dodává s předinstalovaným systémem Rust.

Které společnosti se hlásí k jazyku Rust?

Na oficiální stránkách Rust můžeš zjistit, že jej mnoho známých společností hrdě využívá. Zejména pak nástroje příkazového řádku, webové služby, nástroje DevOps, k analýze a překódování zvuku a videa, pro kryptoměny, bioinformatika, vyhledávače, aplikace internetu věcí, strojové učení, a dokonce i hlavní části webového prohlížeče Firefox.

Amazon poprvé použil Rust pro svůj projekt Firecracker, který byl spuštěn v roce 2018. Shane Miller, senior manažer softwarového inženýrství ve společnosti AWS, v listopadu 2020 uvedl: „Rust je kritickou součástí naší dlouhodobé strategie.“.

Tým v Dropboxu se zmiňuje o Rust jako o jednom z nejlepších rozhodnutí, které učinili. „Více než jeho výkon nám pomáhá ergonomie a zaměření na správnost kódu, díky čemuž se nám podařilo zkrotit složitost synchronizace. V typovém systému můžeme zakódovat složité invarianty našeho systému a nechat kompilátor, aby je kontroloval za nás.“

Za zmínku ještě stojí, že nový operační systém Fuchsia od Googlu je postaven na Rustu. Mezi další společnosti, které jej používají, patří npm, Discord a Figma. Společnost Apple také zveřejnila nabídku práce pro Rust developera na svých webových stránkách.

V současné době používá Rust pouze 5 % vývojářů. Přestože je Rust oblíbený, není široce používaný a nízká adopce by mohla hrát roli při úvahách o jeho dlouhodobých vyhlídkách.

Chceš začít programovat v Rustu?

Jsi pevně rozhodnutý, že chceš začít programovat v jazyce Rust? Skvěle! Povíme ti, jak s tím můžeš začít.

1. Nainstaluj si Rust

Prvním krokem k zahájení tvé práce s jazykem Rust je instalace do počítače. Instalační soubor najdeš na oficiálních webových stránkách. K dispozici je pro systémy Windows, macOS a Linux. 

2. Nastav si vývojové prostředí

Dále budeš potřebovat vývojové prostředí. Ačkoli k psaní kódu v jazyce Rust můžeš použít libovolný textový editor nebo integrované vývojové prostředí (IDE), některé nástroje nabízejí vynikající podporu jazyka Rust. 

Oblíbenou volbou je Visual Studio Code s rozšířením Rust. Poskytuje funkce, jako je automatické dokončování, zvýrazňování syntaxe a formátování, které ti mohou usnadnit psaní kódu.

3. Nauč se základy

Teď, když máš nainstalovaný jazyk Rust a nastavené vývojové prostředí, je čas začít se učit! Kniha programování v Rustu je vynikajícím místem, kde můžeš začít. Je obsáhlá, snadno pochopitelná a co je nejlepší, je zdarma! Pokrývá vše od základů až po pokročilejší témata, jako je souběžnost a zpracování chyb.

4. Napište svůj první program

Jakmile zvlášneš potřebné základy, je čas začít kódovat! Tradičním prvním programem, který můžeš napsat, je "Hello, World!". V jazyce Rust je to jednoduché:

fn main() {
  println!("Hello, World!");
}

5. Cvič, cvič a znovu cvič kódování

Čím víc budeš kódovat, tím líp se ti bude dařit. Zkoušej řešit problémy na kódovacích platformách, jako je Exercism nebo LeetCode. Tyto platformy nabízejí problémy různých úrovní obtížnosti, což ti umožní postupně zvyšovat své dovednosti.

6. Prozkoumávej a buduj nové projekty

Konečně se můžeš pustit do nějakého projektu! Ať už jde o jednoduchý nástroj příkazového řádku nebo webový server, sestavení něčeho od základu je skvělý způsob, jak si upevnit znalosti a získat praktické zkušenosti.

Důležité je začít a vytrvat

Věříme, že ti náš průvodce programovacím jazykem Rust odpověděl na některé otázky a pomohl ti ujasnit si, zda s ním chceš začít. Na své cestě pak určitě budeš potřebovat trpělivost a vynaložit úsilí, které se to rozhodně v budoucnu vyplatí. Nezapomeň, že učení, procvičování a praxe dělá z člověka odborníka, a i seniorní programátoři začínali tam, kde jsi právě ty.

Pokud ale hledáš praktické zkušenosti a chtěl*a bys začít pracovat na skutečném projektu od jeho základu, rozhodně vyzkoušej náš kurz Rust Developer. Ve 20 lekcích na tebe čeká celá řada teoretických i praktických dovedností, které ti pomohou v kariéře programátora.

Autor: Martin Šlat