厭倦 JavaScript,開發者用 Rust 開啟替換潮?

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作者 | Lee Robinson

譯者 | 彎月

出品 | CSDN(ID:CSDNnews)

Rust 是一種快速、可靠且記憶體使用效率非常高的程式語言,連續六年被評為最受歡迎的程式語言。Rust 由 Mozilla 建立,現已被 Facebook、蘋果、亞馬遜、微軟和 Google 等科技大公司用於系統基礎設施、加密、虛擬化以及其他底層 的開發。

為什麼如今人們利用 Rust 來替換 JavaScript 網路生態系統中的一些工具,比如壓縮器(Terser)、轉譯(Babel)、格式化(Prettier)、打包(webpack)、linting (ESLint) 等等?

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Rust 是什麼?

Rust 是一種可幫助開發人員編寫高效使用記憶體的快速程式語言。它是可以替代 C++ 或 C 等的現代程式語言,注重程式碼的安全和簡潔的語法。

Rust 與 JavaScript 完全不同。JavaScript 會設法查詢未使用的變數或物件,並自動從記憶體中清除,也就是我們常說的垃圾收集。因此,JavaScript 開發人員無需考慮手動記憶體管理。

然而,Rust 開發人員可以更好地控制記憶體分配,同時又不會像 C++ 或 Go 那樣痛苦。

Rust 使用了一種相對獨特的記憶體管理方法,它吸收了記憶體“所有權”的思想。大致來說,Rust 會跟蹤誰可以讀寫記憶體。它知道程式何時使用記憶體,並在不再需要時立即釋放記憶體。它會在編譯時強制檢查有關記憶體的規則,因此執行時幾乎不可能出現記憶體錯誤。開發人員無需手動跟蹤記憶體,編譯器會自動處理。

—— Discord

2

採用

除了上面提到的公司之外,Rust 還被廣泛用於流行的開源庫,例如:

  • Firecracker (AWS)

  • Bottlerocket (AWS)

  • Quiche (Cloudflare)

  • Neqo (Mozilla)

Rust 使得我們團隊事半功倍,採用 Rust 是我們做出的最佳決策之一。Rust 的優勢不僅限於效能,而且還可以提高我們的效率,Rust 注重正確性,幫助我們解決了同步操作的複雜性。我們將系統複雜的不變數編碼到型別系統中,並讓編譯器幫我們進行檢查。

—— Dropbox

3

從 JavaScript 到 Rust

JavaScript 是一種使用極其廣泛的程式語言,可在所有帶有 Web 瀏覽器的裝置上執行。在過去的十年中,人們圍繞 JavaScript 構建了一個龐大的生態系統:

  • Webpack:開發人員希望將多個 JavaScript 檔案打包成一個。

  • Babel:開發人員希望支援舊瀏覽器,同時還能編寫現代 JavaScript。

  • Terser:開發人員希望儘量壓縮生成的檔案大小。

  • Prettier:開發人員想要一個可自行決定的程式碼格式化程式。

  • ESLint:開發人員希望在部署之前發現程式碼中的問題。

人們編寫了數百萬行 JavaScript 程式碼,修復了大量 bug,為當今 Web 應用程式的開發奠定了基礎。所有這些工具都是用 JavaScript 或 TypeScript 編寫的。雖然這些工作非常了不起,但利用 JavaScript 實現的優化已經達到了極限。因此,人們渴望一類新工具的出現,並大幅提高 Web 構建的效能。

4

SWC

SWC 創建於 2017 年,是一個基於 Rust 的可擴充套件平臺,旨在構建下一代的開發工具。Next.js、Parcel 和Deno 等工具以及 Vercel、位元組跳動、騰訊、Shopify等公司都在使用該平臺。

SWC 可作為編譯、壓縮、打包等工具,而且功能還在不斷擴充套件。開發人員可以用它來執行程式碼轉換(內建或自定義轉換),這些轉換都是通過 Next.js 等更高級別的工具進行的。

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Deno

Deno 創建於 2018 年,是一個簡單、現代且安全的 JavaScript 和 TypeScript 執行時,是使用 V8 引擎和 Rust 構建的。Deno 由Node.js 的原作者編寫,目標是取代 Node.js。雖然該執行時於 2018 年建立,但直到 2020 年5 月才發行第一版。

Deno 的 linter、程式碼格式化程式和文件生成器都是使用 SWC 構建的。

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esbuild

esbuild 創建於 2020 年 1 月,是一款JavaScript 打包器和壓縮器,比使用 Go 編寫的現有工具快 10~100 倍。

我在嘗試建立一個構建工具,主要目標有兩個:第一,打包 JavaScript、TypeScript 和 CSS;第二,向社群展示超快速的 JavaScript 構建工具。在我看來,目前的構建工具實在太慢了。

——Evan,esbuild 的建立者

在 esbuild 釋出之前,使用 Go 和 Rust 等系統程式語言構建 JavaScript 工具的做法非常小眾。我認為,esbuild 激發了更廣泛的興趣,人們紛紛開始嘗試構建快速的開發工具。Evan 選擇使用 Go,原因在於:

如果付出足夠的努力,Rust 版本也可以達到非常快的執行速度。但從高層來看,使用 Go 更有趣。由於這是一個業餘專案,因此我希望享受一定的樂趣。

——Evan,esbuild 的建立者

有人認為 Rust 的效能更好,但這兩種語言都可以實現 Evan 影響社群的最初目標:

只需基本的優化,Rust 的效能就會遠超手動調整的 Go 程式碼。使用 Rust 編寫高效的程式非常容易,而使用 Go 則必須非常深入地研究。

—— Discord

7

Rome

Rome 於 2020 年 8 月建立,是一個面向 JavaScript、TypeScript、HTML、JSON、Markdown 和 CSS 的 linter、編譯器、打包器、測試執行器。主要目標是替換和統一整個前端開發的工具鏈。這款工具由 Sebastian 建立的,另外 Sebastian 還建立了 Babel。

為什麼要重新編寫呢?

如果想對 Babel 進行必要的修改,使其成為其他工具的堅實基礎,則必須重寫所有程式碼。這個架構來源於我在 2014 年學習解析器、AST 和編譯器時做出的設計選擇。

—— Sebastian

目前,Rome 是用 TypeScript 編寫並在 Node.js 上執行。但他們正在用 Rust 重寫。

8

Rust + WebAssembly

WebAssembly(WASM)是一種可移植的底層語言,而 Rust 可以編譯成 WASM。WASM在瀏覽器中執行,可與 JavaScript 互操作,如今所有的主流現代瀏覽器都支援 WASM。

WASM的速度遠比 JS 快,但不及原生應用。根據我們的測試,如果將 Parcel 編譯為 WASM,則執行速度比原生應用慢 10~20 倍。

—— Devon Govett

雖然 WASM 還不是完美的解決方案,但可以幫助開發人員創建極快的 Web 體驗。如今,Rust 團隊正在努力構建高質量且最尖端的 WASM 實現。這意味著,開發人員可以使用 WASM 編譯 Web 應用,同時還可以享受 Rust 的效能優勢。

該領域已浮現出一些早期的庫和框架:

  • Yew

  • Percy

  • Seed

  • Sycamore

  • Stork

這些基於 Rust 的 Web 框架都編譯成了WASM,但它們的目標不是取代 JavaScript,而是與JavaScript 協同工作。現如今 Rust 正在朝著兩個方向努力:加快現有 JavaScript 工具的執行速度;將 Web 應用編譯成 WASM。

一路討論下來,我們看到的都是 Rust。

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Rust 的缺點

Rust 的學習曲線很陡峭,抽象級別更靠近底層,超過了大多數 Web 開發人員所掌握的水平。

Rust使我們思考關係到系統程式設計的程式碼維度。讓我們思考如何共享或複製記憶體。讓我們思考真實但不太可能出現的極端情況,並確保這些情況都能得到恰當的處理。Rust 可以幫助我們編寫無論從何種角度來看都非常高效的程式碼。

—— Tom MacWright  

此外,Rust 在網路社群中的使用仍然很小眾。採用率並不高。儘管為了 JavaScript 的工具而學習 Rust 是一個入門障礙,但有趣的是,即便某個工具的程式碼不是很熟悉,但只要速度非常快就能贏得開發人員的青睞。速度制勝。

目前,有些服務很難找到相應的 Rust 庫或框架,比如身份驗證、資料庫、支付等。但我認為,隨著 Rust 和 WASM 的採用率上升,這些問題自然就能得到解決。然而,目前還沒有達到這個水平。我們需要利用現有的 JavaScript 工具,幫助我們彌合差距,並逐步享受效能的提升。

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JavaScript 工具的未來

我相信 Rust 是 JavaScript 工具的未來。從 Next.js 12 開始,我們逐步開始過渡,用 SWC 和 Rust 取代 Babel(轉譯)和Terser(壓縮)。為什麼?

  • 可擴充套件性:SWC 可以作為一個 crate 在 Next.js 中使用,無需建立分叉庫,也無需繞開設計約束。

  • 效能:換成 SWC,就能夠將 Next.js 的快速重新整理提高約 3 倍,構建速度提高約 5 倍,此外還有更多優化仍在開發中。

  • WebAssembly:Rust 對 WASM 的支援成為了支援所有平臺和推廣 Next.js 開發的關鍵。

  • 社群:Rust 社群和生態系統非常優秀,且在不斷增長中。

採用 SWC 的不僅限於 Next.js,還有:

  • Deno 的 linter、程式碼格式化程式和文件生成器都是使用 SWC 構建的。

  • Rome 正在用 Rust 重寫,並計劃使用 SWC。

  • dprint 是使用 SWC 構建的,這款程式碼格式化工具的速度是 Prettier 的 30倍。

  • Parcel 使用 SWC 將整體構建效能提高了 10 倍。

Parcel將 SWC 作為一個庫使用。以前我們使用 Babel 的解析器和用 JS 編寫的自定義轉換。現在,我們使用 SWC 的解析器和 Rust 的自定義轉換。這項工作包括全部的 hoisting 實現、依賴項集合等。涉及範圍之廣類似於在 SWC 之上構建 Deno。

—— Devon Govett

目前,Rust 還處於早期階段,一些重要的功能尚在研究中:

  • 外掛:對於許多 JavaScript 開發人員來說,用 Rust 編寫外掛並不容易。同時,公開 JavaScript 的外掛系統可能會導致效能的提升蕩然無存。最終的解決方案尚未出現。

  • 打包:swcpack是一個有趣的開發領域,SWC 利用它來代替 Webpack。這款工具仍在開發中,但前景非常看好。

  • WebAssembly:如上所述,編寫Rust 程式碼並編譯成 WASM 的前景很誘人,但仍有很多工作需要努力。

總的來說,我相信在未來 1~2 年內 Rust 將對 JavaScript 生態系統產生重大影響。想象一下,Next.js 中使用的所有構建工具都是用 Rust 編寫的,這樣就能為你提供極致的效能。此外,Next.js 還可以作為靜態二進位制檔案通過 NPM 下載。

我心目中理想的開發世界,不外乎與此。

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評論

對此,網友也發表了不同的看法:

評論1

回想當初寫下第一行 JavaScript 程式碼,已經過去16年了,然而至今我仍然對這門語言深惡痛絕。JavaScript 是那麼神祕莫測,在使用 TypeScript 的時候這種感覺有過之而無不及。瀏覽器不相容的問題仍然很普遍(雖然不像以前那麼痛苦)。流行的庫也常常沒有任何文件,我不得不到處搜尋。遇到有些問題時,我遍尋無果,直到有一天看到 GitHub 上的某個議題,才解開了痛苦之源。更重要的是,每天都有人在為構建流水線新增更多令人困惑而又不透明的工具。各色的打包器、載入器、編譯器、轉譯器以及平臺等等各自為政,讓人眼花繚亂。

因此,我非常渴望有一天能夠完全擺脫 JavaScript,換成某個更健全的語言,更完善的構建工具。

評論2

JavaScript 看上去像是人們僅花了 10 天做出來的東西,目的僅僅是為了填補 HTML 缺乏的互動性。如果 Brendan Eich 知道人們今天如此使用 JavaScript,這門語言肯定會以完全不同的面貌出現。

評論3

我很高興看到 JavaScript 的工具遵循了能用=>好用=>速度快的發展過程,這才是構建軟體的正確方向。如果一開始就以速度快為目標,那肯定不會有現在的百花齊放的局面。

參考連結:

https://leerob.io/blog/rust

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