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• サイバーエージェントのエンジニア
• Lisp, ML, Rust, Shell Scriptあたりを書きます
• プログラミング言語Rustの翻訳
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• Rust その2 Advent Calendar 2016 - Qiita

注意

• たまにマニアックな話が出ますが気にせず無視して下さい
• 「なんかRustすげー」って思ってもらえれば幸いです

Rustとの出会い

• 元々Lisperだった
• 他にはML, Ruby, JVM言語など

苦悩

• Cは低級すぎる
• Javaは向いてない
• C++は怖そう
  • 闇の軍団
  • 縄文土器飛んできそう
  • あと nullあるしメモリ破壊あるし
• MLは向いてるけどシステムプログラミングしづらい
• ATS2, Golang, D...

Rustと出会う

• 正直最初は色物言語と思ってた
• 調べてみたら気に入った

ゼロコスト抽象化

fn sum_pos(v: &Vec<i32>) -> i32 {
    v.iter().filter(|i| **i > 0).sum()

高階関数が消えた…！？

_ZN21higher_order_function7sum_pos17h2f9de4f69306ec0aE:
    .cfi_startproc
    movq    (%rdi), %rcx
    movq    16(%rdi), %rax
    leaq    (%rcx,%rax,4), %rdx
    xorl    %eax, %eax
    jmp    .LBB0_1
.LBB0_3:
    addl    %esi, %eax
    .p2align    4, 0x90
.LBB0_1:
    cmpq    %rcx, %rdx
    je    .LBB0_4
    movl    (%rcx), %esi
    addq    $4, %rcx
    testl    %esi, %esi
    jle    .LBB0_1
    jmp    .LBB0_3
.LBB0_4:
    retq

スタックとヒープ

• Rustは手で割り当てを変えられる
• 「ヒープを使ったら負け」ゲームが出来る
• ループの中でヒープアロケートしたくないよね

マクロとコンパイラプラグイン

例えば正規表現リテラルを作れるか、とか。

1. Common Lisp
2. 衛生的マクロ + 手続的マクロ <- Rust
3. 衛生的マクロ + コンパイラプラグイン <- Rust
4. 手続的マクロ
5. コンパイラプラグイン
6. 衛生的マクロ

トレイト

• 型クラス
  • 継承を駆逐する
  • MLにも欲しい超便利機能
• 関連型
  • 表現力が高いことが知られている
  • CF Rustの型レベルLispっぽいの作った | κeenのHappy Hacκing Blog

パターンマッチ、代数的データ型

• 便利ってかないと困る

    match expr {
        &Expr::Nil |
        &Expr::EOF |
        &Expr::Str(_) |
        &Expr::Int(_) |
        &Expr::Float(_) |
        &Expr::Proc(_) => Ok(expr.clone()),
        &Expr::Sym(ref name) => {
            match env.find(&name.to_owned()) {
                Ok(v) => Ok(v.clone()),
                Err(m) => {
                    if name.deref() == "t" {
                        Ok(ksym("t"))
                    } else {
                        Err(m)
                    }
                }
            }
        }
        &Expr::Cons(ref car, ref cdr) => {
        ....

C インターフェース

• C FFI, C API共に1行
• 構造体なんかも互換

extern {
    fn snappy_max_compressed_length(source_length: size_t) -> size_t;
}

#[no_mangle]
pub extern fn hello_rust() -> *const u8 {
    "Hello, world!\0".as_ptr()
}

ランタイムなし

• RustでベアメタルRaspberry PiのLチカ | κeenのHappy Hacκing Blog
• Writing an OS in Rust
• Redox - Your Next(Gen) OS

生ポインタ

• Cとのやりとりで大事
• あるいはパフォーマンスチューニングに

pub struct Vec<T> {
    ptr: *mut T,
    cap: usize,
    len: usize,
}

unsafe fn from_raw_parts(ptr: *mut T, length: usize, capacity: usize) -> Vec<T>

エラー処理

• 例外じゃない
• Result
• ? (元 try!)も便利
• Erro as a data
• 巻き戻し例外って扱い難しいよね
  • 値継続と例外継続の使い分けつらい

リソースの重要性

• プログラムはIOの塊、すなわりリソースの塊
• 従来は手動で管理するかGCで管理するかしていた
• RustはGCを使わず自動で管理する
• 所有権の概念が「ただの自動」以上に便利

メモリ管理

• Cでいうfreeを自動で挟んでくれる
• 基本

Vecとslice

• sliceをVecのviewとして使える
  • zero copy
  • 例えばJavaとかだと出来ない
• zero copy parserとかも書ける

File 、 Lock

• Dropがあるので自動
• ところでGCがあるのに手動で管理する言語があるらしいですね
  • 例えばRubyのFile.open(..) do ... end も半手動
  • GCで処理すべきなのに手でdo ... endを書いてる

Rust

let file = File::open("text.txs").unwrap();
let mut br = BufReader::new(file);
...

Java

※try-with-resourceを使うともっと簡単に書けます。極端な比較のためにこう書いてます

BufferedReader br = null;
try {
    br = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"));
    ...
} catch (FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (br != null)
        try {
            br.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
}

Use after close

• プログラミングエラーの一種
• あらゆるリソースで起きうる
• GCのある言語ではメモリでのエラー のみ 防げる
• 他のリソースだとダメ
• Rustは 全ての リソースで防げる

Ruby

file = nil
File.open("file.rb") do |f|
  file = f
end
puts file.read

#<File:file.rb (closed)>
file.rb:6:in `read': closed stream (IOError)
        from file.rb:6:in `<main>'

Rust

• 所有権のある限り勝手にcloseされない

let mut file = None;
{
  let f = File::open("file.rs").unwrap();
  file = Some(f);
}
let mut s = String::new();
file.unwrap().read_to_string(&mut s).unwrap();
println!("{}", s);

ラッパーオブジェクト

• 所有権便利って話

Scala

val kc = new KafkaProducer(...)
val sk = new SimpleKafkaClient(kc)
kc.close // <- !?!?!?
...

Rust

let kc = KafkaClient(...);
val mut sk = SimpleKafkaClient(kc);
kc.close(); // <- Compile error because kc has been moved

責任者問題

• ラッパーオブジェクトの続き
• ラップされたオブジェクトは誰が閉じるの？

Scala

val kc = new KafkaProducer(...)
val sk = new SimpleKafkaClient(kc)
...
sk.close
kc.close // 本当に必要？

Rust

let kc = KafkaClient(...);
val mut sk = SimpleKafkaClient(kc); // ここでmove
...
sk.close(); // moveされたskがcolseすることが型で分かる

まとめ

• Rust = 便利機能詰め合わせ + 所有権
• さらにランタイムもないしCとの相互連携も出来る
• リソース管理って大事
• 所有権は制限だけじゃないよ