Выпуск языка программирования Rust 1.50

[Kate]

Опубликован релиз языка системного программирования Rust 1.50, основанного проектом Mozilla, но ныне развиваемого под покровительством независимой некоммерческой организации Rust Foundation. Язык сфокусирован на безопасной работе с памятью, обеспечивает автоматическое управление памятью и предоставляет средства для достижения высокого параллелизма выполнения заданий, при этом обходясь без использования сборщика мусора и runtime (runtime сводится к базовой инициализации и сопровождению стандартной библиотеки).

Автоматическое управление памятью в Rust избавляет разработчика от ошибок при манипулировании указателями и защищает от проблем, возникающих из-за низкоуровневой работы с памятью, таких как обращение к области памяти после её освобождения, разыменование нулевых указателей, выход за границы буфера и т.п. Для распространения библиотек, обеспечения сборки и управления зависимостями проектом развивается пакетный менеджер Cargo. Для размещения библиотек поддерживается репозиторий crates.io.

Основные новшества:

• Продолжена работа по стабилизации константных дженериков ("const generics"), которые теперь могут применяться для индексации массивов не только через оператор "[]", но и при помощи типажей ops::Index и IndexMut (добавлены реализации ops::Index и IndexMut для массивов "[T; N]" с любым размером const N).
  fn second<C>(container: &C) -> &C::Output
  where
  C: std:ps::Index<usize> + ?Sized,
  {
  &container[1]
  }
  
  fn main() {
  let array: [i32; 3] = [1, 2, 3];
  assert_eq!(second(&array[..]), &2); // slices worked before
  assert_eq!(second(&array), &2); // now it also works directly
  }
  
  
• Стабилизировано применение любых const-значений при определении массивов с использованием синтаксиса "[x; N]". Ранее при числе повторов "N" больше единицы const-выражения в значении "x" разрешалось использовать только для типажа Copy. Теперь это ограничение снято.
  fn main() {
  const NONE: Option<Vec<i32>> = None;
  const EMPTY: Option<Vec<i32>> = Some(Vec::new());
  
  let nones = [NONE; 10];
  let empties = [EMPTY; 10];
  }
  
  
• Разрешено безопасное назначение полей ManuallyDrop<T> в объединениях (union). Ранее, в режиме safe могли использоваться только типажи Copy, так как имеется неопределённость по поводу того, какой вариант остаётся действительным после применения Drop. ManuallyDrop<T> не требует Drop, поэтому назначение данных полей можно считать безопасным.
• Для типа File на Unix-системах реализована поддержка нишевого значения (niche) "-1", которое кодирует ошибку при работе с файловым дескриптором. Под нишевым значением подразумевается особое значение, которое может влиять на оптимизацию размещения типа в памяти, но является недопустимым для типа (например, нишевым является значение 0 для типов NonZero). Структура File в окружениях Unix определяет файловый дескриптор, который не может быть отрицательным, но, при этом системные вызовы могут возвращать в дескрипторе значения "-1", сигнализирующие об ошибке операции. Добавление нишевого значения позволило сделать размер Option<File> идентичным размеру File.
• В разряд стабильных переведена новая порция API, в том числе стабилизированы методы:
  • bool::then
  • btree_map::Entry:r_insert_with_key
  • f32::clamp
  • f64::clamp
  • hash_map::Entry:r_insert_with_key
  • Ord::clamp
  • RefCell::take
  • slice::fill
  • UnsafeCell::get_mut
• Признак "const", определяющий возможность использования в любом контексте вместо констант, применён в методах
  • IpAddr::is_ipv4
  • IpAddr::is_ipv6
  • Layout::size
  • Layout::align
  • Layout::from_size_align
  • pow для всех целых типов.
  • checked_pow для всех целых типов.
  • saturating_pow для всех целых типов.
  • wrapping_pow для всех целых типов.
  • next_power_of_two для всех беззнаковых целых типов.
  • checked_power_of_two для всех беззнаковых целых типов.
• Изменения в пакетном менеджере cargo:
  • В команде "update" реализована опция "--workspace", позволяющая ограничить обновление только членами выбранного рабочего пространства, не трогая их зависимости.
  • В метаданные добавлено новое поле "doc" для определения того, что цель документирована.
  • Запрещено применение git-зависимостей, в которых указано более одной ветки, тега или ревизии.
  • Для загруженных в реестр crate-файлов реализована сборка с повторяемыми (reproducible) настройками, которые остаются неизменными для разных типов систем.
• Обеспечена поддержка сборки целевой платформы x86_64-unknown-freebsd с полным инструментарием. Реализован третий уровень поддержки для платформ armv5te-unknown-linux-uclibceabi и aarch64-apple-ios-macabi. Третий уровень подразумевает базовую поддержку, но без автоматизированного тестирования, публикации официальных сборок и проверки возможности сборки кода.

Дополнительно можно отметить результаты сравнения производительности переключения контекста и потребления памяти при использовании Rust async и потоков, предоставляемых ядром Linux. Время переключение контекста между async-задачами составило 0.2µs, а переключение контекста между потоками ядра в Linux - 1.7µs, но разница исчезает если переключение контекста вызвано готовностью ввода/вывода и в обоих случаях приближается к 1.7µs. Преимущества async также пропадают в случае привязки потока к одному ядру CPU.

Время создания новой задачи составляет для async ~300ns, а для Linux-потоков - ~17µs. На обычном ноутбуке с 4-ядерным CPU и 32 ГБ ОЗУ не возникло проблем с созданием 150 тысяч async-задач, но удалось запустить только 80 тысяч Linux-потоков. Минимальное потребление памяти на задачу составило нескольких сотен байт для async и 20КБ (9.5КБ в пространстве пользователя + 10КБ в ядре) для Linux-потоков.

Источник статьи: https://www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num=54575