この記事はLin ClarkeがRust開発チームと共同で作成しました（本文では「私たち」）。 Rustの公式ブログで投稿を読むこともできます。

Rust 2018の最初のバージョンは2018年12月6日にリリースされました。このリリースでは、Rustの開発者が可能な限り効率的に作業を開始できるように生産性に焦点を当てました。


タイムラインは、ベータからRust 2018およびRust 2015への移行を示しています。ツールのアイコンと4つの領域（WebAssembly、組み込み、ネットワーク、CLI）に囲まれています。 赤い丸-開発者の生産性-はRust 2015を除くすべてを囲んでいます

しかし、一般的にRust 2018が何であるかを説明するのは簡単ではありません。

一部の人は、それを言語の新しいバージョンとして提示しています...そのようなものですが、実際にはそうではありません。 ここで「新しいバージョン」とは、他の言語の新しいバージョンを意味するものではないため、「実際にはない」と言います。

他のほとんどの言語では、すべての新機能により新しいバージョンが追加されます。 前のバージョンは更新されません。

Rustシステムの動作は異なります。 これは、言語の開発方法によるものです。 ほとんどすべての新機能は、Rustと100％互換性があります。 変更は必要ありません。 これは、Rust 2018コードに限定する理由がないことを意味します。コンパイラの新しいバージョンは、デフォルトで「Rust 2015モード」を引き続きサポートします。

しかし、言語の開発には、新しい構文などの革新が必要になる場合があります。 そして、この新しい構文は既存のコードベースを破壊する可能性があります。

たとえば、 async/await関数。 当初、Rustにはそのような概念はありませんでした。 しかし、これらのプリミティブは本当に有用であり、非同期コードの記述を簡素化することがわかりました。

この機能では、 asyncおよびawaitキーワードを追加する必要があります。 ただし、 asyncまたはawaitを変数名として使用できる古いコードを壊さないように注意する必要があります。

したがって、Rust 2018にキーワードを追加します。機能はまだリリースされていませんが、キーワードは現在予約されています。 今後3年間の開発における互換性のない変更（たとえば、新しいキーワードの追加）はすべて、Rust 1.31で一度に行われます。



Rust 2018には互換性のない変更がありますが、これはコードが破損するという意味ではありません。 asyncおよびawait変数を使用しても、コードはコンパイルされます。 デフォルトでは、コンパイラは以前と同様に動作します。

ただし、新しい関数のいずれかを使用する場合は、Rust 2018の新しいコンパイルモードを選択できます。 cargo fixコマンドは、新しい関数を使用するためにコードを更新し、変更を行うプロセスを自動化する必要があるかどうかを通知します。 その後、新しい関数の使用に同意する場合は、 edition=2018をCargo.tomlに追加できます。

Cargo.tomlのこのバージョン指定子は、プロジェクト全体には適用されず、依存関係にも適用されません。 特定の1つのラックに制限されます。 つまり、Rust 2015とRust 2018のクレートを同時に使用できます。



したがって、Rust 2018を使用しても、すべてがRust 2015とほぼ同じに見えます。ほとんどの変更はRust 2018とRust 2015で同時に実装されます。互換性のない変更が必要な機能はごくわずかです。



Rust 2018は、主要言語の変更だけではありません。 彼らだけではありません。

Rust 2018は、第一に、主に言語外のツールのおかげで、また特定のアプリケーションの開発と、Rustをこれらのケースで最も効果的なプログラミング言語にする方法の理解のおかげで、Rust開発者の生産性を改善するための推進力です。

したがって、Rust 2018をCargo.tomlの指定子として表すことができます。これは、互換性のない変更を必要とするいくつかの関数を含めるために使用されます...



あるいは、パフォーマンス、リソースの効率的な使用、または高い信頼性が必要なときに、Rustが多くのアプリケーションにとって最も効率的な言語の1つになっている時点で想像できます。



定義の2番目のバージョンをお勧めします。 それでは、言語外で行われたすべての改善点を見てから、言語自体に飛び込んでみましょう。

特定の用途の錆

プログラミング言語は、抽象的には効果的ではありません。 特定のアプリケーションで効果的です。 したがって、Rustを言語またはツールとして改善することだけが必要ではないことを理解しました。 また、特定の領域でのRustの使用を簡素化する必要があります。



場合によっては、これはまったく新しいエコシステム用のまったく新しいツールセットを作成することを意味しました。 他の場合では、既存の機能と優れたドキュメントを磨いて、稼働中のシステムを簡単に起動および実行できるようにします。

Rust開発チームは、4つの分野でワーキンググループを形成しています。

• Webassssembly
• 組み込みアプリケーション
• ネットワークタスク
• コマンドラインツール

Webassssembly

WebAssemblyは、まったく新しいツールセットを作成する必要がありました。

WebAssemblyがRustなどの言語をコンパイルしてインターネット上で実行できるようにしたのは昨年だけです。 それ以来、Rustはすぐに既存のWebアプリケーションとの統合に最適な言語になりました。



Rustは、次の2つの理由でWeb開発に適しています。

1. 貨物箱エコシステムは、ほとんどのWebアプリケーション開発者が慣れている方法で機能します。 多数の小さなモジュールを組み合わせて、より大きなアプリケーションを作成します。 つまり、Rustは必要な場所で簡単に使用できます。
2. Rustはリソースが少なく、ランタイムを必要としません。 多くのコードは必要ありません。 大量のハードコンピューティング作業を行う小さなモジュールがある場合は、Rustの行をいくつか実装して速度を上げてください。

Rustコードのweb-sysおよびjs-sysクレートを使用すると、 fetchやappendChildなどのWeb APIを簡単に呼び出すことができappendChild 。 また、 wasm-bindgenすると、WebAssemblyがネイティブにサポートしていない高レベルのデータ型を簡単にサポートできます。

Rust WebAssemblyモジュールを記述した後、Webアプリケーションの残りの部分に簡単に接続するツールがあります。 wasm-packを使用してこれらのツールを自動的に起動し、必要に応じてnpmでモジュールを実行できます。

詳細については、 本Rust and WebAssemblyを参照してください 。

次は？

Rust 2018のリリース後、開発者は、どの分野でさらに作業を進めるかについてコミュニティと話し合う予定です。

組み込みアプリケーション

組み込み開発では、既存の機能の安定性を高める必要がありました。

理論的には、Rustは常に組み込みアプリケーションに適した言語でした。 これは、開発者にとって非常に欠けていた最新のツールキットであり、非常に便利な高レベル言語機能です。 これらすべては、CPUとメモリに不必要な負荷をかけることなく行われます。 したがって、Rustは組み込みに最適です。

しかし、実際にはそれは異なって判明しました。 安定したチャネルには必要な機能がありませんでした。 さらに、組み込みデバイスで使用するには、標準ライブラリを変更する必要がありました。 つまり、人々は独自のバージョンのRustコアクレート（すべてのRustアプリケーションで使用され、Rustの基本的な構成要素である組み込み関数とプリミティブを提供するクレート）をコンパイルする必要がありました。



その結果、開発者はRustの実験バージョンに依存していました。 また、自動テストがない場合、実験アセンブリはマイクロコントローラーで機能しないことがよくありました。

これを修正するために、開発者は必要なすべての機能を安定したチャネルに転送し、マイクロコントローラーのCIシステムにテストを追加しようとしました。 これは、デスクトップコンポーネントを変更しても、組み込みバージョンが壊れないことを意味します。

このような変更により、Rustでの組み込みシステムの開発は、高度な実験の分野から通常の効率の分野に移行しています。

詳細については、 書籍Rust for Embedded Systemsを参照してください。

次は？

今年、Rustは人気のあるARM Cortex-Mファミリに対して非常に良いサポートを得ました。 ただし、多くのアーキテクチャはまだ十分にサポートされていません。 Rustを拡張して、他のアーキテクチャに同様のサポートを提供する必要があります。

ネットワークタスク

ネットワークで動作するためには、キーに抽象化を言語に埋め込む必要がありました： async/await 。 したがって、開発者は非同期コードでも標準のRustイディオムを使用できます。

ネットワークタスクでは、多くの場合、待機する必要があります。 たとえば、リクエストへの応答。 コードが同期の場合、作業は停止します。コードが実行されるプロセッサのコアは、リクエストが到着するまで何もできません。 ただし、非同期コードでは、このような関数をスタンバイモードにすると、CPUコアが残りを実行できます。

Rust 2015では非同期プログラミングも可能です。これには多くの利点があります。 高性能アプリケーションでは、サーバーアプリケーションが各サーバーへの接続をはるかに多く処理します。 小さなシングルスレッドCPU上の組み込みアプリケーションは、シングルスレッドの使用を最適化します。

しかし、これらの利点には大きな欠点が伴います。このようなコードでは、借用検証が機能せず、非標準の（そして少し混乱した）Rustイディオムを使用する必要があります。 これはasync/await利点です。 これにより、コンパイラーは非同期関数呼び出しの借用を確認するために必要な情報を得ることができます。

async/awaitキーワードはバージョン1.31で実装されasync/awaitが、現在実装ではサポートされていません。 ほとんどの作業は完了しており、この機能は次のリリースで利用可能になるはずです。

次は？

効果的な低レベル開発に加えて、Rustはより高レベルのネットワークアプリケーションのより効率的な開発を提供できます。

多くのサーバーは、URLの解析やHTTPの使用など、日常的なタスクを実行しています。 それらをコンポーネント（クレートとして共有される一般的な抽象化）に変換すると、それらを簡単に接続して、あらゆる種類のサーバーおよびフレームワーク構成を形成できます。

コンポーネントを開発およびテストするために、実験的なTideフレームワークが作成されました。

コマンドラインツール

コマンドラインツールの場合、小さな低レベルのライブラリを組み合わせて高レベルの抽象化を行い、いくつかの既存のツールを洗練する必要がありました。

一部のスクリプトでは、bashが理想的です。 たとえば、他のシェルツールを呼び出して、それらの間でデータを渡すだけです。

しかし、Rustは他の多くのツールにとって素晴らしいオプションです。 たとえば、既存のライブラリの機能の上にripgrepなどの複雑なツールやCLIツールを作成する場合。

Rustはランタイムを必要とせず、単一の静的バイナリにコンパイルするため、プログラムの配布が簡単になります。 そして、CやC ++など、他の言語にはない高レベルの抽象化を取得します。

Rustを改善できるものは他にありますか？ もちろん、さらに高いレベルの抽象化。

高レベルの抽象化により、既製のCLIをすばやく簡単に組み立てることができます。

このような抽象化の例は、 人間のパニックライブラリです。 そのようなライブラリがない場合、障害が発生した場合、CLIコードはおそらくすべてのバックトラックを返します。 しかし、ユーザーにとってはあまり面白くない。 カスタムエラー処理を追加できますが、それは困難です。

ヒューマンパニックライブラリでは、出力は自動的にエラーダンプファイルに送られます。 ユーザーには、問題を報告してダンプファイルをダウンロードするための情報メッセージが表示されます。



CLIツールの開発も簡単になりました。 たとえば、 confyライブラリは構成を自動化します。 彼は2つのことだけを尋ねます。

• アプリケーションの名前は何ですか？
• どのような構成パラメーターを提供しますか（シリアル化および逆シリアル化できる構造として定義します）？

Confyは、他のすべてを独自に決定します。

次は？

CLIの多くのタスクを抽象化しました。 しかし、抽象化するものは他にもあります。 このような高レベルのライブラリをさらにリリースする予定です。

錆ツール

任意の言語で作成する場合、そのツールを使用します。エディターから開始し、開発とサポートのすべての段階で他のツールを使用し続けます。

つまり、効果的な言語は効果的なツールに依存します。

Rust 2018の新しいツール（および既存のツールの改良点）を以下に示します。

IDEサポート

もちろん、パフォーマンスは、開発者の心からコンピューター画面へのコードの迅速かつスムーズな転送に依存します。 ここではIDEのサポートが重要です。 このためには、IDEにRustコードの意味を「説明」できるツールが必要です。たとえば、文字列の自動補完に意味のあるオプションを提案します。

Rust 2018では、コミュニティはIDEに必要な機能に焦点を合わせました。 Rust Language ServerとIntelliJ Rustの登場により、多くのIDEがRustを完全にサポートするようになりました。

より高速なコンパイル

コンパイラーのパフォーマンスを向上させることは、それを高速化することを意味します。 これが私たちがしたことです。

以前は、Rustクレートをコンパイルすると、コンパイラはクレート内のすべてのファイルを再コンパイルしていました。 増分コンパイルが実装されました。変更された部分のみをコンパイルします。 他の最適化とともに、これによりRustコンパイラーの速度が大幅に向上しました。

rustfmt

また、効率性のためには、コードのフォーマット規則について議論したり、他の人のスタイルを手動で修正したりすることは決してありません。

rustfmtツールはこれに役立ちます。デフォルトのスタイル（ コミュニティが合意に達したスタイル）に従ってコードを自動的に再フォーマットします。 Rustfmtは、すべてのRustコードがC ++のclang形式またはJavaScriptのPrettierに似た同じスタイルに準拠することを保証します。

Clippy

コードを作成するためのベストプラクティスに関するヒントを提供する経験豊富なコンサルタントが近くにいると便利な場合があります。 これがClippyの動作です。表示中にコードをチェックし、標準的なイディオムを提案します。

さびた

しかし、古いイディオムを持つ古いコードベースがある場合は、コードを個別に検証および修正するのは面倒です。 誰かにコードベース全体を修正してもらいたいだけです。

これらの場合、rustfixはプロセスを自動化します。 Clippyなどのツールから同時にルールを適用し、Rust 2018のイディオムに従って古いコードを更新します。

Rust自体の変更

エコシステムの変化により、プログラミングの効率が大幅に向上しました。 しかし、一部の問題は言語自体の変更によってのみ解決できます。



はじめに述べたように、ほとんどの言語の変更は既存のRustコードと完全に互換性があります。 これらの変更はすべてRust 2018の一部です。しかし、それらは何も壊さないので、Rustコードで動作します...古いコードでも動作します。

すべてのバージョンに追加される重要な機能を見てみましょう。 次に、Rust 2018の機能の短いリストをご覧ください。

すべてのバージョンの新機能

以下は、言語のすべてのバージョンに含まれる（または含まれる予定の）新機能の小さな例です。

より正確な借入検証

Rustの大きな利点の1つは、借入検証です。 コードがメモリセーフであることを保証します。 しかし、Rustの初心者にとってはかなり複雑な機能でもあります。

難しさの一部は、新しい概念を学ぶことにあります。 しかし、別の部分があります...借用をテストすると、メモリの安全性の概念を完全に理解しているプログラマーの観点からは機能しているように見えるコードが拒否されることがあります。


変数は既に借用されているため、借用できません

これは、借用ライフタイムがフィールドの終わりまで（たとえば、変数が配置されている関数の終わりまで）延長されることになっていたために発生します。

つまり、変数が値の処理を終了し、アクセスを試行しなくなっても、他の変数は関数の終了までこの値へのアクセスを拒否されます。

状況を修正するために、チェックをよりスマートにしました。 これで、変数が値の使用を実際に終了したことがわかります。 その後、データの使用はブロックされません。



これはRust 2018でのみ使用可能ですが、近い将来、この機能は他のすべてのバージョンに追加される予定です。 すぐにこのトピックについて詳しく説明します。

安定した錆の手続きマクロ

Rustのマクロは、Rust 1.0より前に存在していました。 しかし、Rust 2018では、たとえば手続き型マクロが登場したなど、深刻な改善が行われました。 Rustに独自の構文を追加できます。

Rust 2018は、2種類の手続きマクロを提供します。

関数マクロ

関数のようなマクロを使用すると、通常の関数呼び出しのように見えるが、実際にはコンパイル時に実行されるオブジェクトを作成できます。 彼らは1つのコードを受け取り、別のコードを提供し、コンパイラはそれをバイナリに挿入します。

以前は存在していましたが、限られていました。 マクロは一致ステートメントのみを実行できます。 彼は、着信コード内のすべてのトークンを表示するアクセス権を持っていませんでした。

しかし、手続き型マクロを使用すると、パーサーと同じ入力、つまり同じトークンストリームを取得できます。 これは、関数のようなはるかに強力なマクロを作成できることを意味します。

属性のようなマクロ

JavaScriptのような言語のデコレータに精通している場合、属性マクロは非常によく似ています。 これらを使用すると、前処理して他の何かに変換する必要があるRustコードのフラグメントに注釈を付けることができます。

deriveマクロはまさにそれを行います。 構造体に重ねると、コンパイラーは（トークンのリストとして解析された後に）この構造体を取得して処理します。 特に、トレイトからの関数の基本的な実装を追加します。

比較におけるより人間工学的な借入

簡単な変更があります。

以前は、何かを借りて一致させようとした場合、奇妙な構文を追加する必要がありました。



今&Some(ref s)代わりに&Some(ref s)単にSome(s)書きます。

Rust 2018の新機能

Rust 2018の最小部分は、このバージョンに固有の機能です。 Rust 2018の小さな変更点を以下に示します。

キーワード

Rust 2018はいくつかのキーワードを追加しました：

• try
• async/await

これらの機能はまだ完全には実装されていませんが、Rust 1.31でキーワードが追加されました。 したがって、将来、これらの機能を実装するときに新しいキーワードを導入する必要はなくなります（これは互換性のない変更になります）。

モジュラーシステム

Rustの初心者にとって大きな苦痛の1つは、モジュラーシステムです。そして、その理由は明らかです。Rustが特定のモジュールを選択する理由を理解することは困難でした。これを修正するために、パスメカニズムにいくつかの変更を加えました。

たとえば、ラックをインポートした場合、最上位のパスで使用できます。ただし、コードをサブモジュールに移動すると、機能しなくなります。

 // top level module extern crate serde; // this works fine at the top level impl serde::Serialize for MyType { ... } mod foo { // but it does *not* work in a sub-module impl serde::Serialize for OtherType { ... } } 

別の例は、::クレートのルートと外部クレートの両方に使用されるプレフィックスです。私たちの前にあるものを理解することは困難です。

より明確にしました。ルートラックを参照する場合は、プレフィックスを使用しますcrate::。これは、わかりやすくするための改善点の1つにすぎません。

現在のコードでRust 2018の機能を使用する場合、ほとんどの場合、新しいパスを反映するようにコードを更新する必要があります。ただし、これを手動で行う必要はありません。Cargo.tomlにバージョン指定子を追加する前に、それcargo fixを実行しrustfixて必要な変更を加えます。

追加情報

言語の新しいバージョンに関するすべての情報は、Rust 2018ガイドに含まれています。