Rust developer

• Definování a používání struktur a n-tic (tuples)
• Enumerations (výčty) a pattern matching
• Přidružené funkce a metody
• Pokročilé řídicí struktury: if-let, while-let, let-else

Výstupy z lekce: Umím používat pattern matching a pokročilé řídicí struktury k efektivnímu rozhodování v programu a idiomatickým způsobem oddělení jednotlivých částí dat od sebe dokážu popsat rozdíl mezi enumerací v jazyce Rust a enumerací v jazycích, jako je C# nebo C++ (prostá enumerace vs. tagovaný union). Umím definovat vlastní struktury a ukládat data logickým způsobem a vím, kdy stačí použít n-tici (tuple).

• Pochopení přístupu Rustu k ošetřování chyb
• Ošetřování chyb pomocí typu Result
• Použití operátoru ? a typu Option
• Propagování chyb nahoru po call stacku
• Chyby vs. paniky

Praktické cvičení: Přepiš aplikaci tak, aby chyby správně probublávaly nahoru call stackem, nahraď unwraps() a expects() operátorem try a správně reprezentuj chybovost v programu pomocí typů Option a Result.

Výstupy z lekce: Umím si poradit s chybovostí operací a rozumím chybovému modelu Rustu, dokážu rozeznat, proč a kdy by se mělo panikařit a kdy by se měly chyby ošetřit. Zvládnu určit, co se stane, když dojde k chybě, dokážu chyby rozbalit a podívat se na jejich obsah, abych podle toho mohl*a upravit chování programu, a umím zajistit, aby program dokázal bezpečně selhat a ukončit se.

• Pole, slices
• Práce s vektory (dynamická pole)
• Manipulace s řetězci a jejich ownership, přehled několika typů řetězců v Rustu
• Použití hash map pro key-value storage

Výstupy z lekce: Znám paměťové důsledky používání různých datových struktur pro kolekce, rozumím slice semantics a tomu, kdy můžu použít slice a kdy musím použít vektor, umím vysvětlit, proč jsou řetězce v jazyce Rust komplikované a jak fungují a který typ řetězce kdy použít.

• Úvod do multithreadingu souběžnosti v jazyce Rust
• Vytváření a správa vláken
• Synchronizace a komunikace mezi vlákny
• Send a Sync traity

Praktické cvičení: Spouštění threads pro čtení vstupů a přijímání zpráv a jejich zobrazování.

Výstupy z lekce: Umím spravovat threads v jazyce Rust, umím vytvářet threads, ukončovat vlákna a spojovat vlákna, vím, jak sdílet informace mezi vlákny, a umím vytvářet a používat typy bezpečné pro threads.

• Čtení ze souborů a stdio a zápis do nich
• Zpracování chyb a výjimek souvisejících se soubory
• Práce s cestami k souborům a adresářům

Výstupy z lekce: Můžu vytvářet, mazat, číst a zapisovat do souborů, bezpečně zobrazovat data na standardním výstupu a analyzovat data ze standardního vstupu. Umím detekovat a ošetřit běžné I/O chyby – nedostatečný přístup, soubor neexistuje, soubor není obyčejný soubor, ale složka atd.

• Sockety, TCP, UDP v Rustu
• Serializace a deserializace dat
• Úvod do frameworku

Praktické cvičení: Rozděl aplikaci na samostatnou klientskou a serverovou část. Klienti posílají zprávy serveru po síti, zatímco server je přijímá a rozesílá připojeným klientům.

Výstupy z lekce: Můžu ve svém programu implementovat synchronní síť – otevřít sokety, naslouchat spojení, přijímat bajty a posílat bajty zpět. Dokážu použít knihovnu Serde k anotaci svých typů tak, aby mohly být bezpečně deserializovány a přenášeny po síti, a můžu se rozhodnout, které datové formáty mají v jazyce Rust dobrou podporu a které jsou vhodné pro náš účel (chatovací aplikace).

• Porozumění generikům v jazyce Rust
• Definice generických funkcí a struktur, klauzule where
• Implementace traits pro opakovaně použitelný kód
• Supertraity a generic bounds (higher ranked trait bounds)
• Běžné traity v Rustu

Výstupy z lekce: Rozumím tomu, jak funguje objektově orientované programování v jazyce Rust, umím implementovat a používat běžné traity standardní knihovny Rust s vlastními typy, a umím definovat funkce a struktury, které jsou generické nad typy omezenými traity.

• Zkoumání ekosystému Rust a dostupných knihoven
• Správa závislostí pomocí Cargo
• Komunitní zdroje
• Nástroje pro lintování a správu kódu Rustu (clippy, rustfmt)

Praktické cvičení: Přeměn obě části aplikace pro chatování na plnohodnotné Cargo crates. Použij knihovny vhodné do produkce, které se postarají o takové aspekty, jako je protokolování. Prozkoumej další užitečné crates pro zjednodušení nebo vylepšení aplikace, jako jsou itertools, rayon, crates pro logování (tracing).

Výstupy z lekce: Umím se orientovat v ekosystému Rust. Vím, kde najít crates a dostupné knihovny, a umím vyhodnotit, zda se vyplatí je použít. Zvládnu přidávat, odebírat a spravovat verze závislostí a funkce prostřednictvím rozhraní Cargo CLI, a můžu využívat nástroje, které mi pomohou udržet kód čistý a idiomatický a upozorní mě na možné těžko odhalitelné chyby.

• Porozumění lifetimes a jejich úloze v systému Rust
• Anotace lifetime a scope – stanovení rozsahu
• Borrowing a reference v jazyce Rust
• Chytré ukazatele

Výstupy z lekce: Umím popsat, jak v jazyce Rust fungují lifetimes a reference, jak (a kdy) správně anotovat kód pomocí lifetimes a jak sledovat lifetimes v uživatelských typech, vím, jaké chytré ukazatele jsou k dispozici ve standardní knihovně, proč jsou potřebné, kdy je lze použít (například rozdíl mezi Rc a Arc) a jakých běžných chyb se vyvarovat.

• Vytváření vlastních chybových typů v jazyce Rust
• Implementace traitu Error
• Osvědčené postupy pro zpracování chyb
• Knihovny pro práci s chybami – anyhow, thiserror

Praktické cvičení: Zaveď do aplikace správného zpracování chyb a hlášení chyb. Server by měl přesně a silně typovaným způsobem hlásit klientovi, proč přesně něco nefunguje (chyby jako neplatné pověření, neplatný příjemce apod.).

Výstupy z lekce: Dokážu přesně reprezentovat chyby a chybovost ve svém programu, vím, kdy mě zajímá který typ chyb, a dokážu přesně vybrat mezi crates anyhow a thiserror pro ošetření chyb, a umím vysvětlit, jak v jazyce Rust fungují error traity a jak je v případě potřeby implementovat ručně.

• Úvod do asynchronního programování v jazyce Rust
• Futures a syntaxe async/await, streamy
• Práce s asynchronními knihovnami – futures, async_trait

Výstupy z lekce: Umím využít asynchronní model programování v jazyce Rust a popsat, jak souvisí s modelem správy paměti v jazyce Rust, umím vytvářet futures, psát asynchronní funkce, asynchronní traity, await futures a používat streamy prostřednictvím standardní knihovny a běžně používaných knihoven z crates.io.

• Základní součásti Tokio: tasks, reactors. executors
• Knihovna IO
• Tokio select! makro
• Asynchronní databázové knihovny

Praktické cvičení: Přepiš chatovacího klienta i chatovací server do asynchronního paradigmatu s použitím frameworku Tokio. Začni ukládat data o chatu a uživatelích do databáze.

Výstupy z lekce: Možnost používat nejoblíbenější, časem prověřený a rozšířený asynchronní programovací framework s kompletní výbavou, rozumím konceptům Tokio, jako jsou tasks, reactors a executors, a vím, kdy použít Tokio task místo systémového vlákna, a umím používat makro select! k rozhodování na základě dokončení futures.

• Typy databází
• Psaní testů v jazyce Rust
• Použití built-in testing frameworku
• Dokumentace kódu pomocí Rustdoc
• Doc-tests
• Existující řešení pro code-coverage

Praktické cvičení: Přidej testy (podle specifikace) pro kód sdílené knihovny a použij komentáře k dokumentaci knihovny.

Výstupy z lekce: Dokážu používat integrované nástroje Rustu pro psaní unit a integračních testů, umím dokumentovat svůj kód, vytvářet webové stránky s dokumentací, které je možné prohlížet v prohlížeči, a pomocí doctestů zajistit aktuálnost ukázek kódu. Znám aktuální řešení pro code coverage (vestavěná podpora, cargo tarpaulin).

• Přehled ekosystému pro vývoj webových aplikací Rust
• Práce s webovými frameworky (např. Rocket, Actix, Axum, Warp)
• Rust pro vývoj back-endu

Praktické cvičení: Implementuj webový front-end pro správu serverové komponenty chatovací aplikace z prohlížeče.

Výstupy z lekce: Zvládnu rychle integrovat webové frameworky pro back-end, umím představit, které frameworky jsou v současnosti populární, jak se liší a jaké jsou jejich výhody a nevýhody. Vím, jak zobrazovat HTML a statické soubory a vytvořit rozhraní REST API včetně serializace/deserializace uživatelských typů z formulářových dat, JSON nebo hlaviček.

• Použití metrik Prometheus v Rustu
• Instrumentace a měření dat
• Zobrazování metrik pomocí nástroje Grafana

Praktické cvičení: Implementuj metriky do serverové části aplikace, nastav Grafanu a ověř funkčnost metrik vykreslením grafů v Grafaně.

Výstupy z lekce: Schopnost nastavit registr metrik Prometheus a front-end Grafana, umím svou aplikaci instrumentovat tak, aby vykazovala metriky, které mi umožní přesně měřit a vyhodnocovat provoz přes mou aplikaci. Používám labels k rozlišení různých zdrojů příchozích dat a vím, kdy použít Gauge a kdy Counter. Znám tipy pro používání metrik k ladění.

• Makra a metaprogramování v Rustu
• Propojení Rustu s jazykem C a dalšími jazyky
• Využití Rustu pro vývoj front-endů
• Práce s Nightly Rustem
• Debugging

Praktické cvičení: Studenti dostanou závěrečnou individuální zpětnou vazbu, jak zlepšit svůj projekt, aby mohl přejít do finální podoby v rámci kurzu.

Výstupy z lekce: Mám zběžné znalosti pokročilých témat, jako jsou makra, metaprogramování, propojení s jazykem C, Rust pro vývoj front-endů, Nightly Rust a debugging, což jsou témata, která je dobré znát, ale nejsou pro každodenní používání Rustu kritická. Díky nim mám ukazatele, co studovat dál, pokud chci dosáhnout pokročilejších znalostí programovacího jazyka Rust.

• Obecná zpětná vazba a revize projektů
• Co dělá Braiins a jakou roli zde hraje Rust