Мой первый опыт работы с Rust, WebAssembly и npm

Мой первый опыт работы с Rust, WebAssembly и npm

Я работал над хобби-проектом Node.js, который должен был читать файловые архивы 7-Zip. Не было идеальных библиотек JavaScript, которые могли бы читать этот формат файла (ни одна из них не работала для меня), поэтому я решил написать ее сам! Реализация JavaScript работала, но была довольно медленной — и поэтому я подумал, давайте воспользуемся этой возможностью, чтобы написать библиотеку декомпрессии 7z на Rust, скомпилировать ее в WebAssembly и загрузить в Node.js или веб-браузер!

И вот мой получившийся код: Shoeset

Существует ряд языков, которые можно скомпилировать в WebAssembly, но наиболее целесообразными являются высокопроизводительные низкоуровневые языки, такие как C/C++ и Rust. Я использовал эту возможность как предлог для изучения языка Rust. Приходя из языков со сборкой мусора, меня всегда раздражали небезопасные части C/C++: выделение памяти, очистка, риск утечек памяти, переполнения буфера, паники и так далее. У Rust есть очень желательное свойство быть безопасным для памяти; компилятор сделает за вас много проверок и откажется компилировать программы с ошибками памяти.

Настройка проекта

Начало работы с Rust/WebAssembly на моем Mac было простым:

brew install rustup

Rustup — это как nvm для Node; это менеджер версий, который позволяет вам выбирать между различными версиями Rust.

Экосистема Rust в целом очень похожа на Node/npm. rustc — это компилятор, а Cargo — менеджер пакетов. Обычно вы не запускаете rustc напрямую, вы запускаете cargo build (или cargo test). Сборки Cargo можно сравнить со сборками Webpack/Rollup в JavaScript или, может быть, Maven/Gradle в проектах на основе Java.

Rust поставляется с собственным средством запуска тестов, которое интегрировано в язык. Я использовал mocha или jest при работе с JavaScript, и опыт модульного тестирования Rust показался мне очень знакомым. Соглашение Rust заключается в том, чтобы хранить ваши модульные тесты в тех же исходных файлах, что и ваши реализации, что имеет большой смысл.

Настроить новый каркас проекта было легко:

cargo init

…и это сгенерирует структуру папок!

Использование wasm-pack

Утилита wasm-pack используется для сборки пакетов WebAssembly на основе Rust. Он упаковывает груз, так что ваш код Rust скомпилирован в WebAssembly, а затем генерирует структуру папок для типичного пакета npm с пакетом package.json, README, LICENSE, так что все, что вам нужно сделать, это npm опубликуйте это!

Что я сделал во время разработки, так это npm link-ed для доступа к моей библиотеке, а в моем хобби-проекте, который будет использовать пакет, я npm link-ed библиотеку для потреблять это:

cd shoeset
npm link
cd ../my-project
npm link @eirslett/shoeset

Таким образом, мне не нужно было публиковать пакет в npm для каждого изменения. Мне просто нужно было запустить wasm-pack.

Изучение языка Rust

Я прыгнул прямо в глубокий конец бассейна. Никогда не пользовавшись Rust, я начал писать свою библиотеку декомпрессии. Излишне говорить, что я не продвинулся далеко, прежде чем застрял. Но из JavaScript многое в языке Rust было понятно с самого начала.

Изучение Rust было довольно простым. Чтение книги онлайн мне подошло. Я даже не дочитал до конца — прочитал только те части, которые мне были нужны для пополнения моей библиотеки. Я уверен, что я получил бы много пользы от прочтения всего этого, но, в конце концов, это был забавный хобби-эксперимент и возможность попробовать Rust.

Борьба с проверкой заимствований

Это самое распространенное разочарование для новичков в Rust. Поскольку язык безопасен для памяти, все проверки выполняются компилятором. В Rust есть концепция владения, которая является уникальной функцией языка. Это механизм, который позволяет Rust работать без сборщика мусора. Вы передаете право собственности на переменную — или вместо этого можете заимствовать ее. Здесь на помощь приходит проверка заимствования. Ваш код просто не скомпилируется, если вы не будете заимствовать правильно! В JavaScript это не проблема, так как это высокоуровневый язык со сборкой мусора. Вещи просто работают! В Rust компилятор сделает за вас выделение и освобождение памяти, но взамен это совершенно непростительно. В большинстве случаев, как новичок, вы будете добавлять или удалять знаки &, добавлять или удалять ключевые слова mut или даже &mut и так далее, пока он не скомпилируется.

// Pseudo-code, you try every combination:
let m = “hey”; // nope
let mut m = “Hey”; // nope
let m = String::from(“Hey”);  // nope
let mut m = &String::from(“Hey”); // nope
// etc. etc

Хорошая новость заключается в том, что после компиляции ваш код становится безопасным. И как только вы освоитесь, вы почувствуете, как работает модель памяти Rust. В конце концов, вы не потратите столько времени на борьбу с проверкой заимствования.

Средство проверки заимствований также очень полезно благодаря своим сообщениям об ошибках — оно часто понимает ваши намерения и предлагает, как вы можете изменить свой код, чтобы он компилировался.

Модульная система

Вы можете загружать внешние зависимости, называемые crates (аналогично пакетам npm), добавляя их в файл Cargo.toml (аналогично package.json). Установить эти зависимости очень просто. Но я должен сказать, что в Rust очень сложная и запутанная система модулей. Мы можем быть избалованы при работе с Node.js, потому что там очень простая модульная система. Несмотря на то, что модули гармонии (названные экспортами и экспортами по умолчанию) могут сбивать с толку, вам будет их очень не хватать при работе с Rust.