Performante, praxistaugliche Programmiersprache Warum ist Rust so beliebt?

Von Dipl. Betriebswirt Otto Geißler 4 min Lesedauer

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Robuster Code, geringer Speicherbedarf, die Möglichkeit der Hardware-nahen Programmierung: Das sind nur drei der Vorzüge bei der Entwicklung mit Rust. Was zeichnet die Programmiersprache sonst noch aus?

Mit Hardware-nahem, überaus robustem und leistungsfähigem Code weiß Rust, viele User für sich zu gewinnen.
Mit Hardware-nahem, überaus robustem und leistungsfähigem Code weiß Rust, viele User für sich zu gewinnen.
(Bild: Leopictures)

Im Wesentlichen ist Rust eine Programmiersprache, die darauf ausgelegt ist, die Nachteile von C und C++ zu überwinden. Rust ist aber auch vollgepackt mit vielen Funktionen, die Web-Developer schätzen. Im Folgenden skizzieren wir die wesentlichen Gründe, warum Entwicklerinnen und Entwickler sich für die Verwendung von Rust entscheiden.

Optimierte Speicherverwaltung

Eine Systemprogrammierung erfordert normalerweise eine Speichersteuerung auf niedriger Ebene. Mit der manuellen Speicherverwaltung von C kann sich diese Aufgabe bisweilen als echter Albtraum erweisen. Nicht so mit Rust. Denn das Programmiertool ist unter anderem wegen seiner überlegenen Speicherverwaltung sehr beliebt. Auf diese Weise haben Entwickler die Kontrolle darüber, wie die Speicherzuweisung und -freigabe abläuft.

Beim Erstellen einer Variablen wird hierfür ein Smart Pointer zugewiesen, um die Speicherverwaltung zu vereinfachen. Wenn der Smart Pointer den Gültigkeitsbereich verlässt, erfolgt die Freigabe. Dieser Ansatz gibt Entwicklern vollständige Kontrolle und ermöglicht das Verwenden mehrerer Smart Pointer, die dieselben Daten teilen.

Ideal für Embedded Programming

Embedded Systems sind normalerweise in Maschinen und Haushaltsgeräten zu finden und erfordern moderne Programmiersprachen wie Rust, die über einen sehr geringen Overhead verfügen. Damit bietet Rust auch im Bereich der eingebetteten Systeme hohe Geschwindigkeiten.

Leistungsstarke Webanwendungen

Ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Auswahl des richtigen Technologie-Stacks für die Entwicklung von Web-Apps ist die Wahl der geeigneten Programmiersprache. Wer es gewohnt ist, Webanwendungen in Hochsprachen wie Java oder Python zu schreiben, wird die Arbeit mit Rust sehr schätzen.

Rust ist für jeden, der sich bereits mit C gut auskennt, relativ einfach zu erlernen. Darüber hinaus können Entwickler sofort mit Rust beginnen, ohne viel Zeit damit zu verbringen, sich in die Grundlagen einzuarbeiten. Insbesondere kann man mit Rust wesentlich sicherer sein, dass der Code fehlerfrei ist. Wichtige Highlights der Webentwicklung mit Rust:

  • Rust selbst kann zu WebAssembly kompiliert werden, um eine nahezu native Leistung im Web zu erzielen.
  • Rust erlaubt das Kompilieren jeder Sprache in WebAssembly und ermöglicht damit die Online-Ausführung von portablem, ausführbarem Code.

Schnell und performant

Die Performance von Rust ist mit C++ vergleichbar und übertrifft sogar Sprachen wie Python um Längen. Das Fehlen einer Garbage Collection trägt zu den hohen Geschwindigkeiten von Rust bei. Im Gegensatz zu vielen anderen Sprachen verfügt Rust nicht über eine Laufzeitprüfung, während der Compiler falschen Code schon im Keim erstickt. Dadurch wird verhindert, dass sich fehlerhafter Code ausbreitet und das System verwüstet.

Plattformübergreifende Entwicklung

Mit Rust lassen sich auch unkompliziert plattformübergreifende Lösungen erstellen, die auf einer Vielzahl von Betriebssystemen wie Linux, macOS, Windows und anderen Plattformen laufen. Insbesondere ermöglicht Rust, sowohl das Front- als auch das Back-End der Anwendung zu programmieren. Die Verfügbarkeit von Rust-Webframeworks wie Rocket, Nickel und Actix erleichtert die Entwicklung.

Einfache Wartbarkeit

Rust ist eine statisch-typisierte Sprache. Beim Programmieren mit Rust sind alle Typen zur Kompilierungszeit bekannt. Rust gilt außerdem als eine stark typisierte Sprache, was bedeutet, dass es schwieriger ist, mit Rust fehlerhafte Programme zu schreiben.

Statisch-typisierte Sprachen gestatten ein hohes Maß an Einfachheit, indem sie es dem Entwickler ermöglichen, den Überblick über die Vorgänge im Code zu behalten. Rust verlangt auch nicht danach, dass der Variablentyp mehrmals wiederholt werden muss, was eine langfristige Wartbarkeit fördert. Kurz gesagt: Rust erlaubt Verschachtelungen und Abschlüsse, was wiederum die Wartbarkeit des Codes verbessert.

Häufigste Anwendungsfälle

Beim Codieren gibt es keine Universallösung, die für alle Bereiche passt. Deshalb ist es wichtig zu wissen, in welchen Fällen Rust eine bessere Lösung bietet. Hier ein paar Beispiele, bei denen sich der Einsatz von Rust empfiehlt:

Performance: Rust kann sich als gute Wahl erweisen, wenn für eine Anwendung die Leistung zur Laufzeit entscheidend ist.

Big Data: Nicht selten fällt die Entscheidung zugunsten von Rust, wenn eine Lösung riesige Datenmengen in kurzer Zeit verarbeiten muss.

Kontrolle über Ressourcen: Rust wird gerne verwendet, wenn eine gute Übersicht über die Ressourcenzuteilung in Threads erforderlich bzw. gewünscht ist.

Speicherverwaltung: Rust bietet Speichersicherheit, ist aber auch komplex. Rust ist die bessere Wahl, wenn die Speichersicherheit von größter Bedeutung ist.

Geschwindigkeit: Rust kann dazu dienen, sensible Teile von Anwendungen neu zu schreiben, bei denen die Geschwindigkeit des Programms relevant sein soll.

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Games: Die genannten Faktoren machen Rust zu einem idealen Kandidaten für die Entwicklung von Anwendungen wie Spiele-Engines, Betriebssystemen, Dateisystemen, Browserkomponenten und VR-Simulations-Engines.

IoT-Anwendungen: Rust ist ideal zum Schreiben von Code für das IoT. Als Hardware-nahe Sprache kann sie dort verwendet werden, wo Speicherreserven begrenzt sind. Daher erweist sich Rust als gut geeignet zum Schreiben von Code für Mikrocontroller-Hardware wie Raspberry Pi, Arduino oder Tessel.

Blockchain-Entwicklung: Dank der hervorragenden Speichersicherheit von Rust können Entwickler auch speichersichere Blockchain-Apps erstellen. Andere Rust-Funktionen wie Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit sprechen ebenfalls für eine richtige Entscheidung.

Nachteile mit Rust

Rust bietet viele Vorteile, darunter Speichersicherheit, Nullabstraktion, Web-Assembly-Unterstützung und Performance. Die Sprache ist jedoch nicht frei von Nachteilen. Dazu gehören:

  • Langsame Kompilierungszeit: Rust erreicht Speichersicherheit aufgrund der Regeln, die das Programmiertool während der Kompilierungszeit durchsetzt. Das bedeutet, dass eine Menge Fehler auftauchen werden, die viele Programmierer frustrieren könnten.
  • Mangel an Bibliotheken: Rust ist verhältnismäßig neu und daher fehlen manche Bibliotheken, die man mit anderen Programmiersprachen leicht bekommen kann.
  • Nicht prototypfreundlich: Da die Kompilierung viel Zeit in Anspruch nimmt und eine 100-prozentige Abdeckung der Bedingungen erfordert, eignet sich Rust nicht für Prototyping-Lösungen.
  • Kleinere Zielplattformen: Aufgrund der Verwendung von LLVM im Rust-Compiler sind die Zahlen der Zielplattformen kleiner als bei C/C++.
  • Nichts für Anfänger: Rust ist nicht für Anfänger geeignet, da es fortgeschrittene Konzepte enthält, deren Beherrschung einige Zeit in Anspruch nehmen kann.

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