Đằng sau mỗi dự án blockchain là một chương trình được viết tốt và có chức năng. Mỗi nhà phát triển blockchain đều sử dụng một ngôn ngữ lập trình nhất định tùy theo sở thích của họ hoặc loại dự án họ đang phát triển. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét Ngôn ngữ lập trình Rust, một ngôn ngữ lập trình phổ biến nhấn mạnh đến tốc độ và sự an toàn, cùng với các tính năng chính khác.

Ngôn ngữ lập trình Rust là gì?

Nguồn: Trang web chính thức

Rust là ngôn ngữ lập trình máy tính được Mozilla phát triển vào năm 2010. Nó được phát triển để khắc phục sự cố truy cập bộ nhớ không hợp lệ mà các nhà phát triển gặp phải khi sử dụng C và C++ để xây dựng các ứng dụng lập trình cao. Với Rust, các lập trình viên có thể thiết kế và viết các chương trình máy tính giúp tích hợp trơn tru các thành phần phần mềm và phần cứng của máy tính.

Mục đích chính của Rust là nâng cao tính an toàn, tốc độ xử lý, tính đồng thời và khả năng chạy song song nhiều tính toán. Rust thường được sử dụng để phát triển các ứng dụng nâng cao như công cụ trò chơi, hệ điều hành và trình duyệt yêu cầu khả năng mở rộng.

Lịch sử của rỉ sét

Rust bắt đầu từ một dự án cá nhân do nhân viên Graydon Hoare của Mozilla Research khởi xướng vào năm 2006. Vào năm 2019, Mozilla, trong khuôn khổ quá trình phát triển công cụ trình duyệt thử nghiệm có tên là servo, đã quyết định tài trợ cho dự án. Phiên bản chức năng đầu tiên của ngôn ngữ này được phát hành vào năm 2010 và đã trải qua nhiều thay đổi trong những năm qua để đạt được mức độ phổ biến như hiện nay.

Điều gì làm cho ngôn ngữ lập trình Rust trở nên độc đáo

Rust được trang bị một số tính năng nhất định để đảm bảo sự thành công của ngôn ngữ. Những tính năng này giúp người dùng dễ dàng áp dụng ngôn ngữ này hơn khi viết mã cho các dự án blockchain. Một số tính năng này bao gồm:

Hệ thống sở hữu

Rust sử dụng hệ thống quyền sở hữu nghiêm ngặt, đảm bảo mọi phần dữ liệu được nhập đều có một chủ sở hữu duy nhất và sẽ tự động bị hủy phân bổ khi không còn giá trị. Tính năng này đảm bảo loại bỏ các nguồn lỗi phổ biến, chẳng hạn như hội thảo con trỏ null.

Khoản vay và thời hạn vay

Trình kiểm tra mượn của ngôn ngữ thực thi các quy tắc rất nghiêm ngặt đối với các tham chiếu không thể thay đổi và có thể thay đổi, đảm bảo không xảy ra các lỗi lập trình phổ biến. Mặt khác, khái niệm trọn đời giúp ngăn chặn sự xuất hiện của các tài liệu tham khảo lơ lửng. Nó đạt được điều này bằng cách thực thi các quy tắc nghiêm ngặt về thời gian các tài liệu tham khảo có hiệu lực.

Khớp mẫu

Rust, với sự trợ giúp của cơ chế khớp mẫu mạnh mẽ, có thể tạo điều kiện cho mã ngắn gọn và biểu cảm được sử dụng để xử lý các cấu trúc dữ liệu khác nhau và quản lý luồng. Tính năng này cho phép các nhà phát triển viết mã ngắn gọn và biểu cảm để xử lý các trường hợp khác nhau, làm cho mã dễ đọc và dễ bảo trì hơn.

Đặc điểm và Generics

Hệ thống đặc điểm của Rust cho phép tái sử dụng mã thông qua lập trình chung và tính đa hình dựa trên đặc điểm. Generics cho phép tính linh hoạt trong việc viết mã có thể hoạt động với các loại dữ liệu khác nhau, tăng cường khả năng sử dụng lại mã và hiệu suất tổng thể.

Đồng thời

Mô hình đồng thời của Rust dựa trên quyền sở hữu và đặc điểm. Mô hình đảm bảo mã đồng thời an toàn và hiệu quả mà không cần chạy đua dữ liệu. Điều này cho phép các nhà phát triển viết mã đồng thời một cách chắc chắn, tránh những cạm bẫy phổ biến xảy ra với lập trình song song.

Người quản lý gói hàng

Trình quản lý gói tích hợp của ngôn ngữ, Cargo, đơn giản hóa việc quản lý phụ thuộc, xây dựng, thử nghiệm và tạo tài liệu.

Hệ sinh thái rỉ sét

Rust vượt xa các thông số kỹ thuật và trình biên dịch ngôn ngữ đơn thuần. Nó nhấn mạnh một số khía cạnh của việc xây dựng và duy trì phần mềm sản xuất chất lượng cao. Ngoài ra, trình cài đặt ngôn ngữ lập trình Rust, Rustup, cho phép người dùng cài đặt nhiều chuỗi công cụ đồng thời một cách dễ dàng.

Các bản cài đặt Rust được trang bị Cargo, một công cụ dòng lệnh quản lý các phần phụ thuộc, chạy thử nghiệm, tạo tài liệu, v.v. Hệ sinh thái này cũng sử dụng một trang cộng đồng để chia sẻ và khám phá các thư viện Rust có tên là Crates.io. Bất kỳ thư viện nào được xuất bản trên trang này sẽ có tài liệu được phát triển và phát hành trên docs.rs.

Rust có một cộng đồng sôi nổi, thân thiện với một số điểm gặp gỡ chính thức và không chính thức để mọi người nhận được trợ giúp, như trò chuyện, diễn đàn người dùng, Rust subreddit, câu hỏi và câu trả lời tràn ngăn xếp cũng như phòng trò chuyện. Hệ sinh thái có quy tắc ứng xử được thực thi bởi nhóm kiểm duyệt để đảm bảo rằng không gian mang lại cảm giác thân thiện và an toàn.

Dự án được xây dựng bằng Rust

Rust đã chứng tỏ mình là một ngôn ngữ đáng tin cậy, nhấn mạnh vào tốc độ và sự an toàn của các chương trình. Các tính năng của ngôn ngữ đảm bảo rằng nó được các nhà phát triển ưa chuộng, đặc biệt là trong ngành tiền điện tử. Do đó, nhiều nhà phát triển dự án đã áp dụng ngôn ngữ này trong khi xây dựng dự án của họ, một số dự án bao gồm:

chấm bi

Polkadot là một nền tảng blockchain cho phép khả năng tương tác giữa một số blockchain. Nó sử dụng Substrate, một khung dựa trên Rust được sử dụng để xây dựng chuỗi khối, nhường chỗ cho ứng dụng chuỗi khối có khả năng mở rộng và tùy chỉnh cao hơn nhiều.

Solana

Solana là một nền tảng blockchain sử dụng Rust để xây dựng phần mềm nút của nó. Nó sử dụng cơ chế đồng thuận Bằng chứng lịch sử (PoH), cho phép thông lượng giao dịch cao và độ trễ thấp.

Elrond

Elrond là một dự án khác sử dụng Rust để phát triển phần mềm nút của nó. Nó sử dụng một cơ chế đồng thuận duy nhất được gọi là Adaptive State Shending, tạo điều kiện cho thông lượng giao dịch cao, độ trễ thấp và duy trì mức độ bảo mật cao.

Giao thức GẦN

Giao thức NEAR là một ứng dụng phi tập trung (dApp) áp dụng Rust để xây dựng thời gian chạy và hợp đồng thông minh. Nó có khả năng mở rộng, an toàn và thân thiện với nhà phát triển. Nền tảng này tập trung vào việc cho phép tạo ra các dApp khác để áp dụng rộng rãi.

Ứng dụng và trường hợp sử dụng Rust

Ngôn ngữ lập trình Rust có rất nhiều mục đích sử dụng, từ phát triển trò chơi đến phát triển web. Các trường hợp sử dụng này tận dụng tốc độ, sự đơn giản và an toàn của Rust để tạo ra các chương trình an toàn và chạy trơn tru. Dưới đây là một số cách người dùng áp dụng ngôn ngữ lập trình Rust:

Phát triển web

Rust nổi tiếng vì hiệu suất và độ an toàn, đó là lý do tại sao một số nhà phát triển sử dụng nó để phát triển web. Ngôn ngữ Rust được xây dựng để không có lỗi và có khả năng đạt được thời gian chạy tốt hơn và độ trễ thấp hơn. Các nhà phát triển cũng sử dụng ngôn ngữ này do nó không dựa vào trình thu gom rác, một công cụ quản lý bộ nhớ ảnh hưởng đến thời gian thực hiện. Mặc dù nó không phải là cái tên quen thuộc trong phát triển web nhưng nó đang dần trở nên phổ biến như JavaScript và Python.

Lập trình mạng

Rust lý tưởng cho việc lập trình mạng do tính năng đồng thời và an toàn bộ nhớ của nó. Rust cung cấp cho các nhà phát triển ứng dụng mạng những gì tốt nhất về cả tốc độ và bảo mật. Ngôn ngữ này được trang bị thư viện phần mềm Tokio, nơi chứa một loạt công cụ mà các nhà phát triển có thể sử dụng để xây dựng các ứng dụng mạng an toàn, hiệu quả và có thể mở rộng. Rust cũng có thể được sử dụng để kết nối mạng không đồng bộ, phát triển máy khách và máy chủ HTTP cũng như phát triển giao thức mạng.

Phần cuối khoa học dữ liệu

Một ứng dụng chính khác của ngôn ngữ lập trình Rust là xây dựng hệ thống phụ trợ cho khoa học dữ liệu. Tốc độ hiệu suất và bảo mật của Rust giúp nó phù hợp để tạo các công cụ phân tích dữ liệu an toàn và nhanh chóng. Các nhà phát triển triển khai Rust cho khoa học dữ liệu sẽ có thể triển khai các thuật toán quan trọng về hiệu suất, xây dựng quy trình xử lý dữ liệu và phát triển các công cụ trực quan hóa dữ liệu dựa trên web với kết quả tuyệt vời.

Sự phát triển trò chơi

C# và C++ hiện là ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất được sử dụng để chơi game, nhưng Rust đang dần leo lên thứ hạng nhờ thời gian chạy nhanh và hiệu quả, khiến nó trở nên phù hợp để xây dựng trò chơi thông qua các công cụ trò chơi như Piston và Amethyst Engine. Rust có thể được sử dụng trong phát triển trò chơi theo một số cách, như xây dựng công cụ trò chơi, triển khai logic trò chơi và phát triển đa nền tảng.

Lập trình hệ thống

Ngôn ngữ này đã trở thành một lựa chọn phổ biến trong việc phát triển hệ điều hành do mức độ an toàn bộ nhớ ấn tượng của nó và do đó đã nhận được sự quan tâm của một số nhà phát triển. Các lập trình viên hệ thống ấn tượng với khả năng tương thích ngược và thời gian chạy nhanh của ngôn ngữ này đang tận dụng nó để chống lại các cuộc tấn công mạng đang ngày càng lan tràn.

Rust Vs. Độ rắn chắc

Rust và Solidity là một số ngôn ngữ lập trình hợp đồng thông minh phổ biến nhất trong không gian tiền điện tử và web3. Cả hai đều hữu ích cho các lập trình viên muốn tham gia phát triển hợp đồng thông minh.

Solidity là ngôn ngữ lập trình tĩnh, cấp cao, tập trung vào đối tượng, thực hiện các hợp đồng thông minh trên nền tảng Ethereum. Ngôn ngữ có thể phát hiện các lỗi được tìm thấy trong quá trình biên dịch, khiến nó trở nên đáng tin cậy. Christian Reitwiessner và một nhóm các nhà phát triển Ethereum cho các hợp đồng thông minh trên chuỗi khối Ethereum đã tạo ra nó.

Rust và Solidity có một số điểm tương đồng, nhưng điểm khác biệt lớn là Rust không chỉ giới hạn trong ngành công nghiệp tiền điện tử như Solidity. Nó cũng đang tạo nên làn sóng trong thế giới tài chính.

Điểm tương đồng giữa Rust và Solidity

Khi so sánh hai ngôn ngữ lập trình phổ biến này, rõ ràng là chúng có những đặc điểm nhất định nhưng khác nhau ở các cấp độ khác nhau. Một số điểm tương đồng bao gồm:

• Khả năng tương thích đa chuỗi: Solidity được xây dựng riêng cho Ethereum; tuy nhiên, nó cũng hỗ trợ một số sidechain, chuỗi khối lớp 2, chuỗi khối mô-đun và nền tảng hợp đồng thông minh lớp một tương thích với Máy ảo Ethereum (EVM).
• Turing-Complete: Ngôn ngữ Turing-Complete là một loại ngôn ngữ có thể giải quyết mọi vấn đề tính toán, bất kể chúng phức tạp hay khó khăn đến mức nào. Tính năng này làm cho cả hai ngôn ngữ đều phù hợp để triển khai logic hợp đồng thông minh.

Sự khác biệt giữa Rust và Solidity

Hai ngôn ngữ lập trình phổ biến này sở hữu những phẩm chất tương tự nhau nhưng không giống nhau; tuy nhiên, dưới đây là một số điều phân biệt hai ngôn ngữ.

• Cấp độ ngôn ngữ: Solidity là ngôn ngữ cấp cao, nghĩa là nó cho phép các nhà phát triển xây dựng chương trình theo cách đơn giản và thân thiện với người dùng hơn nhiều. Solidity có tính trừu tượng cao từ các chi tiết của máy tính, giúp ngôn ngữ dễ học và sử dụng hơn. Mặt khác, Rust là một ngôn ngữ cấp thấp, đối lập hoàn toàn với sự vững chắc. Các ngôn ngữ cấp thấp hầu như không có sự trừu tượng hóa từ kiến trúc của máy tính, khiến nó tương tự như các hướng dẫn của bộ xử lý về mặt cấu trúc.
• Mô hình lập trình: Mô hình lập trình đề cập đến các kỹ thuật và phong cách được áp dụng để giải quyết một vấn đề tính toán. Cách tiếp cận của Solidity là hướng đối tượng. Điều này có nghĩa là nó triển khai các đối tượng và các thủ tục liên quan của chúng trong bối cảnh lập trình để xây dựng các chương trình phần mềm. Mặt khác, Rust là đa mô hình, nghĩa là nó sử dụng các mô hình khác nhau để giải quyết các vấn đề tính toán. Về cơ bản, nó có thể hỗ trợ các phương pháp tiếp cận hướng đối tượng, mệnh lệnh, chức năng và nhiều hơn nữa.

Tài nguyên tốt nhất để học ngôn ngữ lập trình Rust

Nếu bạn muốn có trải nghiệm chuyên sâu với Rust, có một số cộng đồng và diễn đàn trực tuyến nơi bạn có thể kết nối và học hỏi từ các nhà phát triển Rust khác. Để bắt đầu học ngôn ngữ lập trình Rust, đây là một số tài nguyên hữu ích.

Tài liệu Rust chính thức

Các tài liệu chính thức của Rust cung cấp ba tài nguyên khác nhau để học ngôn ngữ Rust. Đầu tiên trong danh sách là Ngôn ngữ lập trình Rust, còn được gọi là “cuốn sách”, cung cấp cái nhìn tổng quan kỹ lưỡng về Rust, hướng dẫn người dùng mới thực hiện một số dự án để giúp họ nắm bắt hoàn toàn ngôn ngữ.

Tài nguyên thứ hai là khóa học Rustlings , giúp người dùng thiết lập chuỗi công cụ Rust và giới thiệu cho họ những kiến thức cơ bản về cú pháp Rust trong môi trường dòng lệnh thực hành. Cuối cùng, đối với những người dùng thích cách tiếp cận tập trung vào mã hơn, tài liệu có Rust by example. Điều này thể hiện một ngân hàng mã mẫu với các bài tập thực hành khác nhau nhằm giúp người dùng có được trải nghiệm thực tế về cách sử dụng ngôn ngữ.

FreeCodeCamp

Khóa học về Ngôn ngữ lập trình Rust của FreeCodeCamp là một nguồn tài nguyên tốt cho những ai muốn học ngôn ngữ này. Bằng cách sử dụng Replit, bạn sẽ làm việc hoàn toàn trên trình duyệt bạn chọn bằng môi trường lập trình tương tác. FrreCodeCamp cũng cung cấp phiên bản video của khóa học trên kênh YouTube.

Để nâng cao hơn nữa kỹ năng Rust của bạn, khóa học hướng dẫn người dùng tạo hai dự án: máy tính dòng lệnh và công cụ kết hợp các pixel của hai hình ảnh.

mang tính giáo dục

Khóa học của Educative có tên “Tìm hiểu Rust từ đầu” cung cấp cho người dùng cách tiếp cận thực tế hơn để thành thạo ngôn ngữ lập trình. Nó bắt đầu với chương trình “Hello world” cơ bản và dần dần giới thiệu các khái niệm nâng cao hơn như Mảng, Chuỗi, Vectơ, Enums, Cấu trúc, Đặc điểm, Generics, Hàm và Logic. Sau đó nó tiến tới các chủ đề phức tạp như quản lý tuổi thọ và bộ nhớ.

Khi người dùng đã xem qua những kiến thức cơ bản và tài liệu nâng cao, họ sẽ có nền tảng vững chắc về những điều cơ bản về Rust và sẵn sàng giải quyết các khái niệm khó hơn, khiến họ tự tin hơn khi phát triển các dự án Rust.

Phần kết luận

Các nhà phát triển khác nhau sử dụng các ngôn ngữ khác nhau tùy theo dự án mà họ muốn xây dựng hoặc dựa trên sở thích. Bất chấp điều đó, Rust đã chứng tỏ là một ngôn ngữ đáng tin cậy và tiếp tục phát triển như một blockchain. Trong tương lai, chúng ta sẽ thấy ngôn ngữ này được sử dụng theo nhiều cách khác nhau và một số dự án khác.