Rust诞生已经有17年了（2006年至今，从高中毕业到参加工作10多年，时间过得好快，学习Rust已经是第2年，Rust也不再是那个襁褓里的玩具编程语言），最近我考察了将团队的开发技术栈从Python生态转到Rust生态的可行性。先说结论：99%可行。
Rust生态目前的规模
不是100%可行，因为Python生态的一些名库还未提供Rust版本，但请注意到，那些Python生态有的功能，Rust生态里也大部分有了。毕竟Rust已经17岁了，经过17年的积累，Rust终于快到“成年”了。比如Rust的线上Crate仓库lib.rs现有127219个包，Python的pypi.org仓库现有484174个包（以上统计截至2023年9月28日）、而Go语言在pkg.go.dev上有超过 170000 个包（截至2023 年 4 月）。
为什么我决定从Python转换到Rust？
Python是一种语法简练直观的语言，新手很容易上手，很多人像我一样，从最开始使用C/C++编程需要处理位运算、指针、字符串转换等的底层编程范式中感到有处理不完的细节、越来越复杂的C++语法，到喜欢上Python的灵活表达和快速实现上层业务逻辑功能。
然而随着项目规模和复杂程度增加，Python的这些优点不知不觉包含了相关的缺点，特别是Python的弱类型、函数返回值的隐式转换、无法真正编译出二进制可执行文件进行安全分发，等等一系列问题，给项目的多人协作和部署维护等场景带来了很多麻烦。比如Python项目的某个普通的数据查询函数
def get_db_value_with_param(from, param)
在项目初期暂时未被调用，项目初期该函数经过测试功能符合预期，所以没写具体的用法注释，以为其他人能见名知义。该函数的入参也只是指定了名称，未注解参数类型、未注解返回值类型。
等到该项目在后面功能迭代的时候要用到这个函数时，只能通过看函数代码来判断用法。就可能出现至少5种隐患：
-
隐患1：部分错误只能在运行时爆出，但为时已晚。
未被调用的Python函数，即使该函数存在内部变量未定义等非致命的语法错误，也无法被立刻检测到（除非使用一些静态检查插件、或使用特定的IDE工具）。若没经过测试人员复测和修复，则运行时异常的发生将阻止函数内的后续代码的执行（Exception的保护作用）。但Python代码的这种惰性报错的特点，让项目隐藏了很多潜在【雷区】，难以被主动检测手段提前发现； -
隐患2：弱类型。
当需要调用该函数时，无法快速确定入参的数据类型要求；难以确定是否有返回值，如何使用返回值； -
隐患3：隐式转换。
当函数实际返回了str类型的返回值“1”，而代码并未将数据库或服务端返回的数据（函数返回值）转换为期望的值（错误处理不到位）就非常容易引起意料之外的效果。这个问题在python与数据库结合的时候更容易发生，如mysql 这种数据对字段的类型要求不严格的数据库，允许向列类型为varchar(10)的is_open字段插入数值，例如数值1插入到is_open字段后会被自动转换为字符串“1”存储。如果 is_open的列类型为 tinyint(1)，而SQL插入字符串”1”，会被隐式转换为TINYINT(1)类型的数字1存储，即使插入时不会因为类型隐式转换而引发问题，也会在读取时因为各种原因引起误解，如下面的例子）：
SQL 操作
insertinto db_param_info(from_param_key, param_type) values ("参数状态1", 1);
python代码调用及输出：
status = 1 #status = get_db_value_with_param(from, param)
if True==status:
print("获取数据成功")
输出结果：
获取数据成功
再看一段潜在问题代码：
status = "1" #status = get_db_value_with_param(from, param)
###未启用的代码 status = bool(status) #这里暂时未启用bool()的强制类型转换。
if True==status:
print("获取数据成功")#没有任何输出结果！！！
若从数据库查询到的为”1” 则本段代码会判断为未取得数据（实际”1”的本意也是代表取数成功）。如果get_db_value_with_param() 返回值为“1”，只能依靠bool(status) 或int(status) 强制转换为支持True/False比较的类型。但即使写成 def get_db_value_with_param(from, param)->bool 这种函数注解也没用，因为当函数内部返回的数据是字符串，而python不会根据注解（->bool）将字符串转为bool类型返回，而直接返回的仍是字符串类型的“1”。
这是python的返回值隐式转换的最大问题：返回值没有强制符合注解类型。也就是Python的函数注解也不可靠！
开发者想当然（或疏忽）认为函数返回的是数字类型的 1 而实际返回的是字符串类型的“1”，由于Python代码此类错误只在运行时才触发，无法获得Rust或Go语言在编译器即获得报错信息的优势。从而降低了Python项目整体质量，增加了一些隐形问题的排查解决成本，浪费了大量精力。
Python上述5个隐患是难以避免的。而在Go或Rust语言中是完全可以避免的，因为代码编译时就能发现此类错误，尤其Rust的编译器的错误提示非常详细非常友好。
所以Python的代码的维护成本不低。尤其在多人协作开发时，这个问题更加突出。
- 隐患4：无法生成真正的二进制可执行文件。
尽管.pyc作为python代码的字节码可以加速运行，但pyc容易被反编译，无法满足对抗反编译的生产级别要求；而python的cython版本有特定版本要求，无法轻松将python项目编译为可执行文件，只要稍大的项目经cython编译非常容易出现各种报错，cython依赖于复杂的C环境。即使是新晋的Mojo语言团队也承认Python的完整支持是一件极其复杂且耗时的工作。
所以我们看到Mojo、go-plus（Go+）等新型编程语言的出现，宣称要兼容python生态，又支持编译为二进制文件以大幅提升软件性能，说明越来越多人认识到传统的Python需要做出改变。但Mojo乃至go-plus距离生产广泛认可的程度，还有待时日。
总之，Python无法像go和Rust、Zig、Nim、V等语言那样轻松实现跨平台编译+二进制可执行文件部署，产生了多种负面问题。
- 隐患5：动态类型语言的代码自动完成功能受限，降低了开发效率。
Python之类的动态类型语言，由于编码时开发工具难以准确确定类型（除非额外指定类型），那么开发工具对代码的【自动完成功能】就非常受限，这间接影响了开发效率。
而静态类型语言的链式调用非常顺畅，只要是确定了类型，那么相应的可自动完成的函数和变量就都明确了，【自动完成功能】可谓新的静态类型语言的标配。
Python的以上5点隐患，在Go和Rust上都得到了彻底解决。
Rust和Go已经是趋势
语言和库只是工具，关键在于语言擅长于解决问题的能力、在于它能为使用者提高多少效率、最终能为社会创造多少价值。而Rust因为实用的能力，目前（2023年）正处在Rust大规模应用爆发的临界点。大量软件团队正在用Rust/Go重写软件。
下面从三个具有代表性的应用实例以及一些Rust语言大事件，向读者分享下这个“Rust临界点”的观点。
Rust能复用C/C++现有的生态
例如，C++有Qt库，是跨平台桌面图形软件（GUI）开发的集大成者，而Rust有rust-qt项目，100%支持QT-C++原有的底层库和功能，通过相关的crate包可供rust应用调用QT-C++库的所有功能。这里有个采用rust-qt开发的图片文字识别软件的开源案例demo
【实例1】：
github.com/kerneltrave… 。
相比Go语言的qt库(著名开源项目github.com/therecipe/q… 已停止更新，Go的 therecipe/qt 的开发环境配置极其复杂 github.com/therecipe/q… ，除非直接使用官方提供的Docker环境)，而Rust实现的 Rust-qt 开发的准备工作难度更低（参见 rust_qt_gui_paddle_ocr_example 的Readme.md），Rust-qt不需要自己编译qt库，也不需要各种复杂的环境变量设置，基于cargo配置文件就可以自动拉取依赖，编译运行，得到rust-qt开发的桌面软件。配合代码编辑器的【自动完成】功能，开发体验丝滑，适合熟悉QT的C++开发发人员转Rust后继续使用QT。
Rust能整合并取代C/C++的开发方式
无论在C/C++为主流的Linux内核开发、Windows驱动开发、嵌入式开发领域，还是Web前端开发、移动端开发、游戏开发、AI开发、区块链开发、IoT开发、桌面开发、服务器开发等各类软件领域，都已存在一些实用的Rust方案。从底层系统到上层应用，Rust都适合作为开发语言，而且由于Cargo工具降低了项目的工程复杂度，大量的crate库可供选用，Rust的开发体验越来越丝滑（站在巨人的肩膀上，好东西拿来主义：Rust有很多方面跟Typescript很像，而Cargo的项目配置文件Cargo.toml和crate生态，可能是学习了npm生态和packages.json的思路）。
Rust既可以通过ffi方式调用C++库、通过cxx直接复用C++代码；还可以直接调用dll和so以及dylib动态库暴露的接口。
Rust能开发动态库以丰富C/C++/Python/Nodejs的生态
Rust支持通过pyO3开发Python模块来丰富Python生态；
Rust支持通过neon开发npm包来丰富nodejs生态。
Rust支持生成.dll和.so等动态库（Rust对动态库的支持比Go要成熟，因为Rust可以跨平台生成目标系统的动态库，而Go的动态库机制，对跨平台生成动态库的支持尚不友好)。
更重要的是Rust开发的Python/npm的包运行性能比python或js语言实现的包的性能有大幅提升。
Rust能兼容nodejs/npm生态并取代Electron 进行跨平台桌面软件开发
经过我的验证，目前的Rust的 tauri对跨平台的支持、对现有的nodejs生态的无缝迁移和复用性，已经达到可以用于生产环境的效果（2023年9月，tauri的最新版本为1.4）。
前端开发人员可使用tauri+npm生态开发跨平台桌面软件，支持热重载（hot-reload），将已有的web资源复用到桌面软件上，加速业务推进。
一套基于nodejs的前端代码，经过稍微修改就可以基于Electron生成桌面软件，但Electron始终存在若干问题，如运行时内存占用过大、安装包体积大（如压缩后体积往往仍在70MB以上 )。
而同样的前端代码，经过稍微修改后，也可以在Rust开发的tauri环境下开发和编译为桌面软件，包体积可控制在10MB上下，且支持Windows7系统和更高版本的windows系统、支持Linux和Mac，界面还原度保持一致。
与Electron和Flutter的开发测试体验类似，tauri的开发测试过程也支持热重载（hot-reload）：将【实例2】中的任意界面文字在代码中修改后，调试环境运行的tauri界面中的文字马上更新，而无需重启软件。这大大加快了开发效率。
【实例2】采用Rust+tauri+React18、React-Router V6、React-Hooks、Redux、TypeScript、Vite2、Ant-Design开发的后台管理web转桌面软件，其中基本不需要写Rust代码。项目地址：gitee.com/kjpioo2006/… （什么叫 稍微修改即可转变为桌面软件？可参考该项目的9月28号的4个提交记录 就明白了。基本上都是配置文件的修改，常规功能都由前端代码完成，几乎可以不改动Rust代码文件）
支持皮肤色调切换
桌面软件延续了原Web元素的操作体验：用户头像下拉菜单、左侧菜单
将Web前端擅长的监控大屏带入桌面软件
用户引导功能
基于Echarts的图表展示，延续了npm生态的丰富界面能力
基于Echarts的图表展示，延续了npm生态的丰富界面能力
支持内嵌网页浏览功能
【实例3】基于Rust开发的汉字转拼音库： github.com/mozillazg/r…
rust开发的汉字转拼音nodejs模块： github.com/Brooooookly…
Rust还能开发 VS-code 插件
由于对js和nodejs/npm 生态的良好支持，Rust可以开发VS-code插件，著名的rust-analyzer 就是Rust开发的VS-code插件，性能极好！
在Crate仓库lib.rs 正在不断增加的127219多个包中，总有适合你项目的，如果没有，那么是时候你自己写一个！因为2023年，正是基于Rust的应用范围爆发的临界年。
Rust 2022-2023年大事记
2022年12月13日 Linux 内核 6.1 发布，Linux的内核开始支持Rust编写内核代码。
2023年中，微软将Rust引入Windows内核，已将Rust开发的内核GDI图形模块应用于Windows11生产系统。
2023年9月26日微软开源了windows-drivers-rs，以后用 Rust 开发 Linux/ Windows 驱动程序将变成常态化。
还有很多Rust大事，……不再赘述
在这个临界点上，把握趋势，为未来作好铺垫。无论你是前端开发者、后端开发者、还是独立全栈工程师，不要觉得网上别人都说Rust难，只有你亲自动手尝试用Rust解决实际业务问题了，你才能掌握和体会到Rust是怎样的。我学了，我的体会是，当你用心学了做了那么Rust也不难。供参考。
本文由【开源软件技术咨询】原创，公号【深入理解Linux】。
附录：
- Rust 的crate包仓库：lib.rs/
- Python的pip包仓库：pypi.org/
- Go包仓库：pkg.go.dev/
- 2022年12月13日 Linux 内核 6.1 发布，允许开发者用 Rust 编写内核代码：www.kernel.org/doc/html/la…
- 2023年9月26日，《微软开源 windows-drivers-rs，用 Rust 开发 Windows 驱动程序》：www.oschina.net/news/259564…
- 2023年8月，huggingface开源了其机器学习框架Candle: www.infoq.cn/article/fMB…
- Rust通过ritual使用 C++现有的库：github.com/rust-qt/rit…
- Rust通过cxx调用C++代码：cxx.rs/
- rust通过ffi调用C/C++的资源：rustcc.cn/article?id=…
- Rust开发python模块： github.com/PyO3/pyo3
- vscode插件 rust-analyzer 采用Rust+Typescript开发，性能强悍的用于IDE的rust开发辅助工具： github.com/rust-lang/r…
- Rust的neon开发nodejs/npm模块：github.com/neon-bindin…
- 采用rust-qt开发的图片文字识别软件demo：github.com/kerneltrave…
- rust-qt的官方examples：github.com/rust-qt/exa…
- 采用Rust+tauri+React18、React-Router V6、React-Hooks、Redux、TypeScript、Vite2、Ant-Design开发的后台管理web转桌面软件，其中基本不需要写Rust代码：gitee.com/kjpioo2006/…
- 基于Rust开发的汉字转拼音库：github.com/mozillazg/r…
- rust开发的汉字转拼音nodejs版： github.com/Brooooookly…
