Qu’est-ce que Rust ? Le guide Complet

Parmi les bénéfices qui ont rendu Rust incontournable dans le paysage de la programmation informatique, on peut citer :

• Cargo : le package manager de Rust. Cargo simplifie la gestion des dépendances et permet d’automatiser le processus de construction du code.
• L’interopérabilité : la Foreign Function Interface de Rust lui permet d’être compatible avec le code C et C++. Cela permet d’intégrer des fonctions écrites en Rust dans des projets existants et de faciliter la transition vers le langage pour les équipes de développeurs.
• Concurrence : le modèle de données de Rust est conçu pour ne pas entrer en concurrence avec les autres codes. Cela limite les problèmes généralement associés à la programmation multithread.
• Une communauté et une documentation conséquente : Rust dispose d’un livre faisant office de véritable bible « The Rust Programming Language », ainsi que d’une communauté réputée accueillante. Cela vous assure de ne jamais vous retrouver bloqué sur des concepts que vous ne comprenez pas.
• Abstractions à coût nul : Rust fournit des abstractions sans surcoûts d’exécution. Cela permet d’écrire du code complexe sans sacrifier les performances.

Dans cet article, nous allons explorer en détail la création de Rust et les éléments qui ont fait la popularité de ce langage au sein de la communauté des développeurs informatique.

Les origines de Rust

Les origines de Rust remontent en 2006 avec le programmeur Graydon Hoare, un employé de Mozilla qui a commencé la création de ce langage comme un projet personnel. Il souhaitait combler les lacunes des langages C et C++ notamment en termes de sécurité et de programmation concurrente.

Inspiré par des langages tels que Cyclone, Haskel et ML, le projet attire l’attention de Mozilla en 2009 qui souhaite l’utiliser pour la construction de son moteur web, Servo. Le projet s’ouvre alors à d’autres collaborateurs et évolue en interne jusqu’à sa sortie publique en 2010. Le langage a ensuite connu une série de modifications majeures :

• 2012 : Mozilla créé une équipe entièrement dédiée à Rust.
• 2014 : La version 0.9 de Rust apporte une stabilité ainsi qu’une version clarifiée du langage.
• 2015 : Sortie de Rust 1.0 qui marque la première version stable du langage.
• 2016 : Création du Rust Language Server (RLS) qui fournit de nombreux outils au langage ainsi qu’un véritable support.
• 2018 : nouvelle version de Rust qui rend le langage plus accessible et plus clair avec des améliorations et des changements de syntaxe.
• 2021 : La fondation Rust reprend le flambeau et assure maintenant l’évolution du langage.

Tout au long du développement de Rust, Mozilla a mis l’accent sur la collaboration et la participation de la communauté. Les équipes travaillant sur Rust ont toujours mis le retour des utilisateurs au cœur de leur recherche d’améliorations. Cette approche ouverte et collaborative a été l’un des moteurs du succès de Rust.

Comment fonctionne Rust ?

Rust dispose d’une syntaxe similaire à celle du C++ mais en résolvant les problèmes souvent rencontrés par les utilisateurs de ce langage : les problèmes de mémoire ainsi que la programmation concurrente. Rust s’appuie sur plusieurs points précis pour se démarquer d’autres langages.

Système de propriété

Le système de propriété de Rust est un élément clés de ses garanties en matière de sécurité. Dans Rust, c’est une notion relativement simple à comprendre. Chaque valeur est associée à une variable (son propriétaire), une valeur ne peut pas avoir plus d’un propriétaire et quand un propriétaire sort du scope, sa valeur est supprimée.

Les propriétés peuvent être déplacées d’une valeur à une autre via le processus d’affectation, une fois déplacée, la variable d’origine ne peut plus être utilisée.

Emprunt et durée de vie

Rust applique des règles strictes sur la manière dont les références aux données peuvent être empruntées. Le langage utilise un système appelé durée de vie pour s’assurer que les références sont toujours valides et ne survivent pas aux données vers lesquelles elles pointent.

Cela permet d’éviter les erreurs de type « dangling pointers » et « use after free », qui sont des sources courantes de bugs et de failles de sécurité dans d’autres langages.

Immuabilité

Dans Rust, les variables sont immuables par défaut et ne peuvent donc pas être modifiées après leur activation. Pour rendre une variable muable, il faut impérativement le spécifier explicitement avec la commande mut.

L’immutabilité par défaut présente plusieurs avantages :

• Sécurité : L’immutabilité permet d’éviter les modifications involontaires de données, qui peuvent entraîner des bugs et des comportements inattendus. Ceci est particulièrement important dans la programmation multithread, où le partage d’un état mutable peut provoquer des problèmes de synchronisation.
• Prévisibilité : un code contenant des variables immuables est plus facile à prévoir, car elles ne changent pas durant l’exécution du programme.
• Programmation fonctionnelle : l’immutabilité permet un style de programmation fonctionnel, ce qui conduit souvent à un code plus facile à maintenir et à composer.
• Optimisations : Les compilateurs peuvent effectuer des optimisations lorsqu’ils travaillent avec des données immuables, car ils peuvent supposer que les données ne changeront pas pendant l’exécution. Cela améliore la performance globale du code.

Typage fort

Rust dispose d’un système de type statique fort, ce qui signifie que les vérifications liées au type sont effectuées à la compilation plutôt qu’à l’exécution. Cela permet de détecter les erreurs liées au code avant son exécution, les logiciels créés avec Rust sont donc plus fiables. On appelle cela le typage statique.

Le système de typage fort de Rust possède d’autres caractéristiques :

• Inférence de type : le système de type de Rust peut déduire automatiquement le type d’une variable en fonction du contexte dans lequel elle est utilisée, réduisant ainsi le besoin d’annotations de type explicite. Cela rend le code plus concis et plus lisible sans sacrifier la sécurité.
• Types de données algébriques : Rust supporte les types de données algébriques, tels que les enums et les structs, qui permettent de créer des structures de données complexes et hiérarchiques avec une syntaxe claire et expressive. Ces structures de données peuvent être utilisées pour modéliser plus efficacement les problèmes du monde réel et contribuer à garantir l’exactitude de votre code.
• Correspondance de motif : Rust permet de faire correspondre les structures et de les déstructurer de manière précise et didactique. Le code est donc plus facile à comprendre et à écrire
• Génériques et traits : Rust supporte les génériques, permettant d’écrire du code avec plusieurs types tout en maintenant une sécurité optimale.
• Coercition : Rust applique des règles strictes pour éviter des conversions de type involontaire capables de provoquer des erreurs.

Flux de contrôle

Le flux de contrôle correspond à l’ordre dans lequel les instructions et les expressions sont exécutées dans un programme. Rust fournit plusieurs constructions pour gérer le flux de contrôle. Vous pourrez créer des branches conditionnelles, des boucles, des schémas de flux complexes.

Concurrence

Le système de propriété et d’emprunt de Rust permet une concurrence sûre sans avoir besoin d’un ramasse-miettes. Il est ainsi possible d’écrire du code concurrent très performant, à la fois sûr et efficace.

interopérabilité

L‘interopérabilité est la capacité qu’à Rust à Interagir avec du code écrit dans d’autres langages de programmation. C’est un des aspects clés de la popularité de Rust puisqu’il lui permet de s’intégrer dans pratiquement n’importe quel système existant.

Rust fournit nativement une interface de fonction étrangère (FFI). C’est un mécanisme permettant la communication entre Rust et les autres langages. Vous pouvez donc appeler des fonctions Rust à partir d’autres langages et vice versa.

L’interopérabilité est une caractéristique précieuse de Rust, car elle permet aux développeurs d’adopter progressivement Rust dans des systèmes existants. Ils peuvent exploiter les bibliothèques déjà présentes sur leurs systèmes, de créer des composants performants qui peuvent facilement être intégrés à d’autres langages.

Qui utilise Rust ?

Les utilisateurs de Rust se trouvent principalement dans le domaine du développement Web. De nombreuses équipes ont fait le choix d’utiliser ce langage dans leurs environnements backend pour sa performance et sa flexibilité.

On retrouve également des utilisateurs chez les développeurs de systèmes d’exploitation et de systèmes embarqués. Ici, c’est la sécurité offerte par Rust qui séduit souvent les ingénieurs ainsi que le système de contrôle des ressources très performant.

Parmi les utilisateurs de Rust les plus célèbres, on peut évidemment citer Mozilla qui l’intègre dans le développement de Firefox et de Servo. Microsoft l’utilise pour améliorer la sécurité et des composants Windows et les performances d‘Azure. Enfin, on peut citer AWS qui utilise Rust dans plusieurs services et outils, notamment Firecracker et le SDK AWS.

Rust est-il toujours D’actualité ?

Nommé Langage de programmation le plus aimé en 2016 par une enquête Stack Overflow (sentiment renouvelé en 2022), Rust ne cesse d’évoluer grâce à l’appui d’une communauté dynamique et particulièrement active de développeurs. Réputée pour sa convivialité, son ouverture aux débutants et son soutien, elle participe grandement à la popularité de l’outil.

L’équipe et la communauté Rust travaillent activement à l’amélioration du langage, en fournissant des mises à jour régulières et en traitant les problèmes signalés par les utilisateurs. C’est un langage encore en évolution qui restera d’actualité pour les années à venir.

Si vous souhaitez vous former sur Rust, mais que vous ne savez pas par où commencer, vous pouvez lire notre article : comment se former à Rust ?