Rust

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Rust 是一种多范式、通用编程语言，它强调性能、类型安全和并发性。它强制执行内存安全——这意味着所有引用都指向有效的内存——而无需垃圾回收器。为了同时强制执行内存安全并防止数据竞争，其“借用检查器”在编译期间跟踪程序中所有引用的对象生命周期。Rust 的灵感来源于函数式编程的理念，包括不变性、高阶函数和代数数据类型。它在系统编程领域很受欢迎。

核心语言

Rust 核心库

Rust 核心库是 Rust 标准库的无依赖基础。它直接与 LLVM 原始类型接口，这使得 Rust 能够平台和硬件无关。正是这种与 LLVM 的集成使得 Rust 能够获得比使用 Clang 编译的同等 C 应用程序更高的性能，从而使使用 libcore 设计的 Rust 软件比 C 更底层。它只包含基本的平台无关类型，如 Option、Result 和 Iterator。希望针对嵌入式平台进行软件开发的开发者可以使用 #![no_std] 来放弃标准库，仅使用不包含“电池”的核心库，以获得更小的二进制文件大小和更高的性能。然而，使用 #![no_std] 会限制你从更广泛的 Rust 社区获得软件支持的数量，因为大多数库都需要标准库。

Rust 标准库

Rust 标准库提供了方便的高级抽象，大多数可移植的 Rust 软件都是通过这些抽象创建的。它包括 Vec 和 String 类型；大量用于语言原语的方法；大量的标准宏；I/O 和多线程支持；使用 Box 进行堆分配；以及核心库中不可用的许多其他高级功能。

发布周期

Rust 遵循固定的六周发布周期，类似于 Firefox 的发布周期。每个新版本都会改进核心库和标准库，以支持更多平台、提高性能并稳定新功能以供稳定版 Rust 使用。

安装

安装 Rust 的两种主要方法是

原生安装，如果你只使用 Rust 来构建或安装用 Rust 制作的软件，则推荐使用此方法
rustup 安装，如果你打算用 Rust 编程任何东西，则推荐使用此方法

原生安装

要从官方 Arch Linux 软件仓库安装最新稳定版的 Rust，请安装 rust 包。这将安装 rustc 编译器和 Cargo。

rustup

为开发目的安装 Rust 的官方推荐方法是使用用 Rust 编写的 rustup 工具链管理器。

使用 rustup 工具链管理器而不是软件仓库中的独立预打包 Rust 的好处在于，能够为多个目标（windows、mac、android）和架构（x86、x86_64、arm）安装多个工具链（stable、beta、nightly）。需要注意的是，安装 rustup 并不会自动安装 Rust 工具链，通过任何方法更新 rustup 也不会自动提供最新版本的 Rust 工具链。请参阅 #用法或 rustup 工具链文档了解更多关于工具链的信息。

对于 rustup 安装有两种选择，一种是通过 pacman 由 Arch Linux 支持，另一种是由 Rust 通过其安装脚本官方支持。

Arch Linux 包

rustup 在 Arch Linux 软件仓库中可用。请注意，以此方式安装时 rustup self update 将 **不起作用**，需要通过 pacman 更新该包。但是，此更改不适用于其他 rustup 功能，例如更新 Rust 工具链的 rustup update。

此包的优点在于各种 Rust 可执行文件位于 /usr/bin 中，而不是 ~/.cargo/bin，从而无需将另一个目录添加到你的 PATH。

注意 rustup 包 **默认不安装** 工具链。它提供 /usr/bin/rustup 和 /usr/bin/rustc、/usr/bin/cargo 等常用二进制文件之间的符号链接。如上所述，用户仍需手动安装工具链才能使这些 Rust 命令生效。

为了安装工具链，你需要告诉 rustup 使用哪个版本，在 stable 和 nightly 之间选择

$ rustup default stable

使用新版本 LLVM 构建 Rust

由于 Rust 使用引导策略进行构建，因此需要一个功能性的 Rust 包。在构建比官方仓库中 **更新** 的 llvm 版本时，用户会遇到需要一个旧版本 llvm-libs 的共享对象（用于构建仓库版本的 Rust）才能构建新版本 LLVM 的情况。

例如：官方仓库提供 llvm-18.1.8，目标是构建 llvm-19.1.6。

引导步骤需要 llvm-libs-18.1.8 中的 /usr/lib/libLLVM.so.18.1。此文件可以手动放置在构建根目录中，或由 llvm15-libs 等包提供。

上游安装脚本

rustup 也可以通过 rustup 官方网页手动下载和安装。

使用 curl --proto '=https' --tlsv1.3 -sSf https://sh.rustup.rs -o rust.sh 下载文件，用 less ./rust.sh 查看，然后运行脚本 ./rust.sh 开始 rustup 安装。该脚本仅对登录 shell 的配置文件进行 PATH 更改。你需要 source ~/.cargo/env 直到你注销并重新登录系统。之后要更新 rustup，请运行 rustup self update。

该脚本默认安装并激活默认工具链（由 rust 包使用的那个），因此无需手动安装即可开始使用 Rust。

警告运行 curl some-url | sh，如 Rust 文档所示，被认为存在安全风险，因为它会执行未知代码，而这些代码在下载过程中甚至可能被损坏。因此，建议手动下载脚本并在执行前进行检查。

注意运行 rustup 时，请确保 ~/.cargo/bin 在你的 PATH 中。

用法

你可能需要手动安装一个工具链，例如 stable、beta、nightly 或 1.58.0。如果你想使用/测试另一个工具链，也需要这样做。

$ rustup toolchain install toolchain

你现在可以通过运行 rustup run toolchain command 来运行 Rust 命令。但是，要直接使用这些命令，你需要激活工具链

$ rustup default toolchain

使用 rustc -V 检查已安装的 Rust 版本

$ rustc -V

rustc 1.58.0 (02072b482 2022-01-11)

注

Rust 不自行进行链接，因此你需要安装一个链接器。你可以使用 gcc，否则 Rust 将生成以下错误： error: linker `cc` not found.

注

rustup 不会自动更新提供的工具链。如果用户希望使用最新版本的 Rust、crates 和其他相关包，他们可能偶尔需要使用 rustup update 更新其工具链。有关更多信息，请参阅官方 rustup 文档。

测试安装

通过构建一个简单的程序来检查 Rust 是否已正确安装，如下所示

~/hello.rs

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

你可以使用 rustc 编译它，然后运行它

$ rustc hello.rs && ./hello

Hello, World!

交叉编译

使用 rustup

你可以轻松地使用 rustup 进行交叉编译。rustup 支持许多交叉编译目标。完整的列表可以通过运行 rustup target list 找到。

例如，如果你想使用稳定版通道安装用于 Windows 的 Rust，并使用 GNU Compiler，你需要执行以下操作

$ rustup toolchain install stable-x86_64-pc-windows-gnu

这只会为你的目标架构安装 Rust 及其工具，但可能需要一些额外的工具来进行交叉编译。

Windows

在本节中，$arch 是目标架构（x86_64 或 i686）。它将解释如何使用 rustup 进行交叉编译。

安装 mingw-w64-gcc
运行 rustup target add $arch-pc-windows-gnu 来为你的架构安装 Rust 标准库。
最后，通过将以下内容添加到你的 ~/.cargo/config.toml 文件中，告诉 cargo 在哪里可以找到 MinGW-W64 gcc/ar

~/.cargo/config.toml

[target.''$arch''-pc-windows-gnu]
linker = "/usr/bin/$''arch''-w64-mingw32-gcc"
ar = "/usr/bin/$''arch''-w64-mingw32-ar"

最后，你可以通过将 --target $arch-pc-windows-gnu 传递给 cargo 来交叉编译到 Windows

$ # Build
$ cargo build --release --target "$arch-pc-windows-gnu"
$ # Run unit tests under wine
$ cargo test --target "$arch-pc-windows-gnu"

目前使用 MinGW 6 和 rustup 安装的工具链构建可执行文件存在问题。要修复此问题，请执行

for lib in crt2.o dllcrt2.o libmsvcrt.a; do cp -v /usr/x86_64-w64-mingw32/lib/$lib $HOME/.rustup/toolchains/$CHANNEL-x86_64-unknown-linux-gnu/lib/rustlib/x86_64-pc-windows-gnu/lib/; done

其中 CHANNEL 是更新通道（stable、beta 或 nightly）

非官方包

非官方仓库 archlinuxcn 提供了 rust-nightly 和适用于 i686、ARM、ARMv7、Windows 32 位和 64 位的 Rust 标准库，因此你可以直接安装你想要的库然后享受交叉编译。但是，你需要自己找到一个 ARM 工具链。对于 32 位 Windows 目标，你需要获取一个 libgcc_s_dw2-1.dll（由 mingw-w64-gcc 提供）来构建和运行。

Cargo

Cargo，Rust 的包管理器，是 rust 包的一部分。夜间版可在 AUR 中作为 rust-nightly-bin^AUR^{[链接已损坏: 未找到包]} 的一部分使用。如果你使用 rustup，它已经包含了 cargo。

Cargo 是一个允许 Rust 项目声明其各种依赖项并确保你始终获得可重复构建的工具。鼓励你阅读官方指南。

用法

使用 Cargo 创建一个新项目

$ cargo new hello_world

这会创建一个带有默认 Cargo.toml 文件的目录，该文件设置为构建一个可执行文件。

注意 Cargo 使用此 Cargo.toml 作为清单，其中包含编译你的项目所需的所有元数据。

Cargo.toml

[package]
name = "hello_world"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[dependencies]

针对原生 CPU 平台优化

为了指示 Cargo 始终为你的 CPU 平台编译最优代码，你可以通过在 ~/.cargo/config.toml 文件中添加一个标志来实现。请注意，生成的二进制文件不能在其他计算机上分发使用，如果你将来决定更换 CPU，甚至可能在你自己的系统上失败。

查找你安装上默认使用的目标平台

$ rustup toolchain list

stable-x86_64-unknown-linux-gnu (default)

在这个例子中，我们在 x86_64-unknown-linux-gnu 平台上使用 stable Rust。

指示 Cargo 始终编译针对原生 CPU 平台优化的代码

~/.cargo/config.toml

[target.x86_64-unknown-linux-gnu]
rustflags = ["-C", "target-cpu=native"]

sccache

通过使用 sccache（sccache 包）可以大大缩短编译时间。这将维护一个本地的编译器工件缓存，从而无需重新编译自上次编译以来未更改过的代码。

要启用 sccache，你可以使用 RUSTC_WRAPPER 环境变量

$ export RUSTC_WRAPPER=sccache
$ cargo build

或者

$ RUSTC_WRAPPER=sccache cargo build

或者，将以下配置添加到 ~/.cargo/config.toml

~/.cargo/config.toml

[build]
rustc-wrapper = "sccache"

IDE 支持

工具

请参阅 https://rust-lang.net.cn/tools 获取 Rust 项目推荐的工具。

rust-analyzer

rust-analyzer 是 Rust 的官方语言服务器协议实现，它已取代 RLS。

它可作为 rust-analyzer 包使用，最新 Git 版本可作为 rust-analyzer-git^AUR 使用。或者，如果你安装了 rustup，你可以使用以下命令安装 rust-analyzer

$ rustup component add rust-analyzer

rust-analyzer 需要标准库的源代码。如果不存在，rust-analyzer 将尝试使用 rustup 自动安装它。要使用 rustup 手动安装源代码，请运行以下命令

$ rustup component add rust-src

Clippy

Clippy 利用编译器插件支持，提供大量额外的 lint，用于检测和警告更多种类的错误和非惯用 Rust 代码。

Clippy 已包含在 rust 包中。使用 rustup 安装它

$ rustup component add clippy

Rustfmt

Rustfmt 是一个根据官方风格指南格式化 Rust 代码的工具。

Rustfmt 已包含在 rust 包中。使用 rustup 安装它

$ rustup component add rustfmt

编辑器

Emacs

通过官方 rust-mode 插件，可以在 Emacs 中获得 Rust 支持。

GNOME Builder

GNOME Builder 对 Rust 的支持是通过语言服务器协议实现的。它默认使用 rust-analyzer；你只需要与 Rust 源代码一起安装它。

Helix

Helix 编辑器是用 Rust 编写的，并内置了 Rust 语言服务器协议。Helix 的灵感来自 Neovim 和 Kakoune。

Kate

Kate 对 Rust 的支持是通过语言服务器协议实现的。它默认使用 rust-analyzer；你只需要与 Rust 源代码一起安装它。

IntelliJ IDEA

IntelliJ IDEA 有一个 Rust 插件。相同的插件也适用于 CLion。

如果使用 rustup，请使用 rustup 下载源代码（rustup component add rust-src），然后将 ~/.rustup/toolchains/<your toolchain>/bin 选择为工具链位置。

如果使用官方 Arch Linux 软件仓库中的 Rust，请将 /usr/bin 选择为工具链位置，并将 /usr/lib/rustlib/src/rust/library/ 选择为 stdlib 源位置。

Jetbrains RustRover

Jetbrains 还在开发一个专为 Rust 设计的特殊编辑器。它可以在其官方网站或 AUR 中的 rustrover^AUR 和 rustrover-eap^AUR 下找到并下载。

Visual Studio Code

可以通过 rust-analyzer 和 rust-lang.rust-analyzer 扩展在 Visual Studio Code 中获得 Rust 支持。

Vim

通过官方 rust.vim 插件，可以在 Vim 中获得 Rust 支持，该插件提供文件检测、语法高亮、格式化以及对 Syntastic 语法检查插件的支持。许多补全引擎具有 Rust 支持，例如 coc（通过 coc-rust-analyzer 插件）和 YouCompleteMe。

参见