مقایسه Rust و Go: کارایی، امنیت و سادگی

وقتی زبان‌های برنامه‌نویسی Rust و Go را کنار هم قرار می‌دهید، اولین چیزی است که متوجه می‌شوید که این دو زبان، مخاطبان بسیار متفاوتی را هدف قرار می‌دهند.
Rust برای کسانی که در محراب امنیت حافظه و برنامه‌نویسی همزمان بی‌باکانه می‌پرسند، حرف‌های دلنشین می‌زند. از سوی دیگر، گو با روش ساده و عملی خود، مهندسان را جذب کند که می‌خواهند بدون درگیری با پیچیدگی‌های فنی، سریعاً به نتایج عملی دست یابند.

به عنوان کسی که به کاوش در تکنولوژی توسعه‌مند است، بیایید ساختار درونی این دو زبان را بررسی کنیم و ببینیم چه عواملی را به حرکت در می‌آورند.

کدام بهتر است: Rust یا Go؟ آیا این سوال منطقی است؟

کدام زبان برنامه نویسی باید برای پروژه بعدی خود در سال ۲۰۲۵ انتخاب شود و چرا؟
Rust و Go چگونه در زمینه‌هایی مانند عملکرد، کمی بهبود، حافظه، ویژگی‌های زبانی، شناسایی‌پذیری و برنامه‌نویسی همزمان با ترکیب مقایسه می‌شوند؟

به طور خلاصه: هر دو زبان فوق‌العاده‌اند، اما تفاوت‌های بنیادینی دارند که هرکدام را برای سناریوهای مناسب می‌کند. بیایید دقیق‌تر ببینیم چرا.

Rust و Go: دو زبان عالی اما متفاوت

قبل از ورود به مقایسه فنی، مهم است بدانیم که Go و Rust هر دو زبان‌های برنامه‌نویسی مدرن و قدرتمندی هستند.
این زبان‌ها به طور گسترده در صنعت استفاده می‌شوند و عملکرد بالایی دارند. در واقع، امروزه انتخاب زبانی غیر از Rust یا Go برای پروژه‌های جدید، در بسیاری از موارد منطقی به نظر نمی‌رسد. بسیاری از شرکت‌ها نیز در حال مهاجرت از زبان‌های قدیمی به این دو گزینه هستند.

فلسفه طراحی: Rust در برابر Go

در کتاب The Secrets of Rust: Tools، راست اینگونه توصیف شده است:

گریدون هور، خالق Rust، می‌خواست زبانی بسازد که "فناوری از گذشته باشد، آمده تا آینده را از خودش نجات دهد."
او قصد نداشت یک زبان آزمایشی یا هیجان‌انگیز خلق کند، بلکه می‌خواست زبان برنامه‌نویسی‌ای طراحی کند که محکم، کسل‌کننده و قابل اعتماد باشد، بر اساس درس‌هایی که از یک قرن توسعه نرم‌افزار آموخته‌ایم.

در مقابل، Go فروتن و کاربردی است.به عبارت دیگر، زبانی که درس‌های سخت بسیاری را که در مورد توسعه نرم‌افزار خوب در طول صد یا دو سال گذشته آموخته‌ایم، در خود جای دهد. طراحان Go عمداً بسیاری از قابلیت‌های پیچیده که نقاط قوت سایر زبان‌ها هستند (مانند وراثت چندگانه، ژنریک‌های پیچیده و غیره) را کنار گذاشتند تا یک ابزار ساده، سریع و مستقیم برای ساخت نرم‌افزار کاربردی ارائه دهند.

در نتیجه، شاید Rust و Go بیش از آنچه انتظار دارید اشتراک داشته باشند، اما در عمل، دو زبان با فلسفه‌های بسیار متفاوت هستند. هیچ‌کدام ابزار کاملی برای همه مشکلات نیستند.

در این مقاله، بررسی می‌کنیم که هر زبان در چه زمینه‌هایی می‌درخشد و در چه شرایطی انتخاب مناسب‌تری است.

تفاوت‌های کلیدی بین زبان‌های برنامه‌نویسی Rust و Go

تمرکز بر نوع پروژه

• Go برای ساخت APIهای وب، سرویس‌های کوچک مقیاس‌پذیر و برنامه‌های سرور محور با بهره‌گیری از Goroutineها بسیار مناسب است. توسعه با Go، مخصوصاً برای برنامه‌های مقیاس بزرگ، ساده و سریع است.
• Rust در پردازش حجم زیادی از داده‌ها و عملیات‌های فشرده CPU مانند اجرای الگوریتم‌های پیچیده یا پردازش محاسباتی برتری دارد. اگر پروژه شما نیازمند حداکثر عملکرد و بهینه‌سازی دقیق حافظه باشد، Rust انتخاب بهتری است.

هر دو زبان در زمینه مقیاس‌پذیری عملکرد خوبی دارند، اما تجربه توسعه‌دهنده در Go روان‌تر و در Rust فنی‌تر و کنترل شده‌تر است.

شباهت‌های زبان‌های Rust و Go

ایمنی حافظه

تاریخچه نشان داده است که یکی از دلایل اصلی اشکالات نرم‌افزاری و آسیب‌پذیری‌های امنیتی، مدیریت نامناسب حافظه است.
Rust و Go هر دو با رویکردهای متفاوت، سعی در کاهش این مشکلات دارند:

• Go با داشتن جمع‌آوری زباله (Garbage Collector)، به طور خودکار حافظه را مدیریت می‌کند.
• Rust بدون استفاده از GC، با سیستم مالکیت (Ownership) و وام‌دهی (Borrowing)، ایمنی حافظه را تضمین می‌کند.

این تفاوت بنیادی باعث شده که Rust بتواند بدون هزینه‌های اضافه Garbage Collector، عملکرد بهتری ارائه دهد.

فایل‌های اجرایی سریع و فشرده

هر دو زبان‌های کامپایل‌شده هستند، به این معنی که برنامه‌های شما مستقیماً به کد ماشین قابل اجرا ترجمه می‌شوند، به طوری که می‌توانید برنامه خود را به عنوان یک فایل باینری واحد مستقر کنید. این امر همچنین باعث می‌شود برنامه‌های Rust و Go در مقایسه با زبان‌های تفسیری مانند Python یا Ruby بسیار سریع باشند.

زبان‌های برنامه‌نویسی عمومی (General-purpose)

Rust و Go همچنین هر دو زبان‌های برنامه‌نویسی عمومی قدرتمند و مقیاس‌پذیر هستند که می‌توانید از آنها برای توسعه انواع نرم‌افزارهای مدرن استفاده کنید. هر دو دارای کتابخانه‌های استاندارد عالی و یک اکوسیستم شخص ثالث پررونق، و همچنین پشتیبانی تجاری عالی و یک پایگاه کاربری بزرگ هستند.

سبک برنامه‌نویسی عمل‌گرایانه (Pragmatic)

گرچه هر دو زبان قابلیت‌های برنامه‌نویسی تابعی (Functional) و شی‌گرا (OOP) را تا حدی دارا هستند، اما سبک غالب آن‌ها عمل‌گرایانه است.

هیچ‌کدام به معنای کلاسیک "شی‌گرا" نیستند.
برخلاف زبان‌هایی مانند ++C یا Java که شی‌گرایی را هسته طراحی خود می‌دانند، Go و Rust بیشتر بر حل مؤثر مسائل بدون قید به یک سبک خاص تأکید دارند.

جک مات در این باره می‌گوید:  

"سبک برنامه‌نویسی شی‌گرا که کاربران C++، Java یا C# انتظار دارند، در Go یا Rust وجود ندارد."

توسعه در مقیاس

هر دو Rust و Go ویژگی‌های مفیدی دارند که آنها را برای برنامه‌نویسی در مقیاس بزرگ، چه به معنای تیم‌های بزرگ، چه پایگاه‌های کد بزرگ یا هر دو، مناسب می‌کند.

به عنوان مثال، هر دو Rust و Go از یک ابزار قالب‌بندی کد استاندارد (gofmt برای گو، rustfmt برای Rust) استفاده می‌کنند و به بحث‌های بی‌فایده در مورد محل قرار دادن براکت‌ها پایان می‌دهند.

هر دو همچنین ابزارهای مدیریت ساخت و وابستگی استاندارد عالی، داخلی و با کارایی بالا دارند. دیگر نیازی به کلنجار رفتن با سیستم‌های ساخت پیچیده شخص ثالث و یادگیری یک سیستم جدید هر چند سال یکبار نیست.

سم رز می گوید:

ساخت کد Go و Rust، با توجه به اینکه در اوایل کارم سابقه جاوا و روبی داشتم، مانند یک بار غیرممکن از دوشم برداشته شد. وقتی در گوگل بودم، وقتی با سرویسی مواجه شدم که با زبان Go نوشته شده بود، خیالم راحت شد، چون می‌دانستم ساخت و اجرای آن آسان خواهد بود. این موضوع در مورد Rust هم صادق بوده، هرچند من فقط در مقیاس بسیار کوچک‌تری روی آن کار کرده‌ام. امیدوارم روزهای سیستم‌های ساخت با قابلیت پیکربندی بی‌نهایت تمام شده باشد و همه زبان‌ها با ابزارهای ساخت مخصوص به خودشان که به راحتی کار می‌کنند، ارائه شوند. 

تفاوت‌های Go و Rust

با در نظر گرفتن همه نکاتی که تاکنون بررسی شد و این حقیقت که هر دو زبان بسیار قدرتمند و خوش‌طراحی هستند، ممکن است بپرسید: پس این همه جنگ و جدل برای چیست؟ (راستش من هم همین سؤال را دارم!)

چرا مردم اینقدر درباره‌ی «Go در مقابل Rust» بحث می‌کنند، در شبکه‌های اجتماعی وارد جدل‌های داغ می‌شوند، یا مقاله‌های طولانی درباره این می‌نویسند که مثلاً فقط آدم‌های نادان از Rust استفاده می‌کنند یا اینکه Go یک زبان واقعی برنامه‌نویسی نیست؟

این بحث‌ها گرچه پرشور هستند، اما واقعاً به کسی که باید تصمیم بگیرد کدام زبان برای پروژه‌اش مناسب‌تر است، کمکی نمی‌کند.

یک تصمیم منطقی، نباید صرفاً بر اساس اینکه چه کسی بلندتر فریاد می‌زند، گرفته شود. با اینکه Go و Rust اشتراکات زیادی دارند، اما چند زمینه کلیدی وجود دارد که می‌تواند باعث شود یک توسعه‌دهنده‌ی منطقی، با توجه به نیازهای خاص پروژه، یکی را به دیگری ترجیح دهد. بیایید دقیق‌تر به این تفاوت‌ها نگاهی بیندازیم.

مقایسه عملکرد (Performance)

هر دو زبان Go و Rust بسیار سریع هستند، اما تمرکز آن‌ها متفاوت است.

• Go عمدتاً برای سرعت توسعه و سرعت کامپایل بهینه شده است، نه لزوماً برای بیشترین سرعت اجرای برنامه. کامپایلر Go زمان زیادی صرف تولید بهینه‌ترین کد ماشین نمی‌کند؛ هدف اصلی آن کامپایل سریع پروژه‌های بزرگ است.
• Rust معمولاً در معیارهای زمان اجرا از Go پیشی می‌گیرد. چرا که Rust هیچ جمع‌آوری زباله‌ای (Garbage Collection) ندارد و کنترل کامل حافظه را به برنامه‌نویس واگذار می‌کند.

جمع‌آوری زباله‌ی Go بسیار کارآمد طراحی شده و وقفه‌های آن حداقل شده است (و در هر نسخه جدید بهبود بیشتری می‌یابد). اما به هرحال، وجود GC باعث نوعی غیرقابل پیش‌بینی بودن در عملکرد زمان اجرا می‌شود، که در کاربردهایی مثل سیستم‌های تعبیه‌شده یا سیستم‌های کنترل بلادرنگ می‌تواند مشکل‌ساز باشد.

در مقابل، برنامه‌های Rust می‌توانند به شکلی بهینه شوند که تا نزدیک‌ترین حد ممکن به حداکثر توان سخت‌افزار عمل کنند. این مسئله Rust را برای حوزه‌هایی مثل برنامه‌نویسی بازی‌ها، توسعه هسته سیستم عامل‌ها، موتورهای مرورگر، و سیستم‌های بلادرنگ به گزینه‌ای ایده‌آل تبدیل می‌کند.

سادگی و سرعت یادگیری (Simplicity and Learning Curve)

اگر کسی نتواند یک زبان را سریع یاد بگیرد و از آن بهره‌برداری کند، سرعت اجرای آن فایده‌ای ندارد.

Go عمداً به عنوان پاسخی به پیچیدگی فزاینده‌ی زبان‌هایی مانند ++C طراحی شد. این زبان:

• سینتکس بسیار ساده دارد،
• کلمات کلیدی کمی دارد،
• و ویژگی‌های زبان کمی ارائه می‌دهد.

به همین دلیل، یادگیری Go سریع و آسان است. بسیاری از توسعه‌دهندگان (از جمله من) شگفت‌زده شده‌اند که چقدر سریع می‌توانند با Go به بهره‌وری برسند.

“بعد از فقط دو روز کار با Go، داشتم کدهای جالب و قابل اجرایی می‌نوشتم. همین آنوفل نیز با گو بازنویسی شده است.”

سادگی Go باعث می‌شود برای پروژه‌هایی که زمان تحویل کوتاه دارند یا برای تیم‌هایی که باید به سرعت توسعه‌دهندگان جدید (حتی کم‌تجربه) را جذب کنند، انتخابی عالی باشد.

"با Go کارها سریع انجام می‌شوند. Go یکی از پربازده‌ترین زبان‌هایی است که تا به حال با آن کار کرده‌ام. شعارش این است: مشکلات واقعی را همین امروز حل کنید."
— ماتیاس اندلر

البته باید توجه داشت که این سادگی بهایی هم دارد: برای برخی کارها، باید کد بیشتری نوشت، چون Go امکانات کمتری برای خودکارسازی کارهای پیچیده فراهم می‌کند. همچنین، توسعه‌دهندگانی که زبان‌های غنی‌تر و پرجزئیات‌تر را دوست دارند (مثل Scala یا Rust)، ممکن است احساس کنند Go کمی بیش از حد مینیمال است.

آشنایی با FrankenPHP اپ سرور مدرن PHP که با گولنگ توسعه پیدا کرده

Vite.js چیست؟ بررسی تخصصی

ویژگی‌ها و امکانات پیشرفته (Advanced Features)

در سوی دیگر طیف، Rust قرار دارد؛ زبانی که تقریباً هر ویژگی‌ای که تصورش را بکنید (و حتی برخی ویژگی‌های نوآورانه‌تر) را در خود دارد.

Rust بسیار قدرتمند و رسا است.

این زبان روش‌های زیادی برای انجام یک کار ارائه می‌دهد و به توسعه‌دهنده‌ها اجازه می‌دهد کنترل کامل روی نحوه‌ی مدیریت حافظه، همزمانی (Concurrency) و ساختار کد داشته باشند.

"Rust از پیچیدگی بیشتری نسبت به چندین زبان دیگر پشتیبانی می‌کند، بنابراین می‌توانید با آن به دستاوردهای بیشتری برسید."
— دواتان

اگر از زبان‌هایی مانند ++C یا Java به Rust مهاجرت می‌کنید، معمولاً می‌توانید معادل ویژگی‌هایی که به آن‌ها عادت داشتید را در Rust پیدا کنید. این باعث می‌شود Rust یک گزینه‌ی عالی برای پروژه‌هایی باشد که قصد دارند از زبان‌های قدیمی‌تر و سنگین‌تر مهاجرت کنند.

Rust به طور مستقیم با زبان‌هایی مانند ++C و D رقابت می‌کند و تلاش دارد توجه برنامه‌نویسانی را جلب کند که حاضرند پیچیدگی بیشتر و هزینه‌های بالاتر خوانایی کد را در ازای حداکثر کارایی ممکن بپذیرند.

"Rust برای کسانی است که آماده پذیرش نحو (Syntax) و مفاهیم پیچیده‌تر هستند تا به بیشترین عملکرد ممکن برسند."
— دیو چنی

Rust به طور خاص طراحی شده است تا شامل بسیاری از ویژگی‌های قدرتمند و مفید باشد تا به برنامه‌نویسان کمک کند تا بیشترین کار را با کمترین کد انجام دهند. به عنوان مثال، دستور match در Rust به شما امکان می‌دهد منطق انعطاف‌پذیر و رسا را ​​به زیبایی بنویسید:

1fn is_prime(n: u64) -> bool {
2    match n {
3        0..=1 => false,
4        _ => !(2..n).any(|d| n % d == 0),
5    }
6}

از آنجایی که Rust امکانات گسترده‌ای ارائه می‌دهد، این بدین معناست که چیزهای زیادی برای یادگیری وجود دارد، مخصوصاً در آغاز راه. اما این طبیعی است؛ در زبان‌هایی مانند C++ یا Java نیز همین وضعیت وجود دارد، با این تفاوت که در Rust شما ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند ایمنی حافظه را به صورت پیش‌فرض دریافت می‌کنید.

انتقاد از Rust به خاطر پیچیدگی اولیه‌اش، نکته اصلی را از قلم می‌اندازد: این زبان برای خوانایی و قدرت بالا طراحی شده است. یعنی ویژگی‌های زیادی دارد که در عمل، همان چیزی است که از یک زبان مدرن انتظار دارید. قطعاً منحنی یادگیری وجود دارد، اما وقتی با آن آشنا شوید، دیگر مشکلی نخواهید داشت.

Rust زبانی تمیزتر، قابل فهم‌تر و دوستانه‌تر از بیشتر زبان‌های دیگر است — و بدون شک درک آن بسیار ساده‌تر از ++C مدرن است.

— مارک اسکولدرمن

هزینه و پیچیدگی یادگیری Rust

از طرف دیگر، پیچیدگی ذاتی Rust و نیاز به شیوه جدید تفکر درباره مدیریت حافظه و مالکیت داده‌ها، باعث می‌شود توسعه‌دهندگان باتجربه Rust دستمزد بالاتری دریافت کنند. همچنین ممکن است زمان بیشتری طول بکشد تا توسعه‌دهندگان تازه‌کار به سطح قابل قبولی از بهره‌وری برسند.

بنابراین، Rust ممکن است بهترین انتخاب برای پروژه‌هایی نباشد که نیاز به توسعه یا نمونه‌سازی بسیار سریع دارند، یا جایی که هزینه نهایی، اهمیت بیشتری نسبت به ایمنی و قابلیت اطمینان دارد.

پایگاه داده NoSQL چیست؟

داکر Docker چیست؟

همزمانی (Concurrency) در Go و Rust

اکثر زبان‌ها نوعی پشتیبانی از برنامه‌نویسی همزمان دارند، اما پشتیبانی Go از Concurrency بی‌نظیر است.
به جای استفاده از threads سیستم عامل (OS threads) که نسبتاً سنگین و کند هستند، Go یک راهکار سبک به نام goroutines ارائه می‌دهد.

در Go شما می‌توانید میلیون‌ها goroutine را همزمان در یک برنامه اجرا کنید، بدون اینکه مشکلات جدی در عملکرد ایجاد شود. این ویژگی، Go را به انتخابی عالی برای برنامه‌های همزمان در مقیاس بالا مانند وب‌سرورها و میکروسرویس‌ها تبدیل کرده است.

Go همچنین با استفاده از کانال‌ها (Channels)، راهکارهای سریع، ایمن و کارآمدی برای برقراری ارتباط و اشتراک‌گذاری داده‌ها میان goroutineها فراهم کرده است.
از آنجایی که همزمانی از ابتدا در معماری زبان Go طراحی شده است و یک افزودنی ثانویه نیست، کار با آن ساده، طبیعی و یکپارچه است.

داشتن سینتکس سبک برای ایجاد goroutineها و کار با کانال‌ها، واقعاً نشان‌دهنده قدرت Go است؛ چیزهای کوچکی که تجربه برنامه‌نویسی همزمان را بسیار بهتر از زبان‌های دیگر می‌کند.
— برداشت‌های اولیه یک برنامه‌نویس Rust از Go

این باعث می‌شود Go انتخابی عالی برای توسعه نرم‌افزارهای مقیاس‌پذیر، مستقر به صورت مجموعه‌ای از میکروسرویس‌ها باشد.

Rust نیز می‌تواند این کارها را انجام دهد، اما مسلماً کمی سخت‌تر است. از برخی جهات، وسواس Rust برای جلوگیری از آسیب‌پذیری‌های امنیتی مرتبط با حافظه به این معنی است که برنامه‌نویسان باید برای انجام وظایفی که در زبان‌های دیگر، از جمله Go، ساده‌تر هستند، تمام تلاش خود را بکنند.

—سونیا کوپتیِف

Rust نیز از همزمانی پشتیبانی قوی می‌کند و حتی در بعضی حوزه‌ها برتری‌هایی دارد.
مثلاً جعبه‌ی rayon در Rust، یک روش بسیار زیبا و سبک برای تبدیل محاسبات متوالی به محاسبات موازی ارائه می‌دهد.

همچنین بسیاری از باگ‌ها در برنامه‌های همزمان، به دلیل مشکلات ایمنی حافظه هستند — مسائلی که Rust به طور کامل برای جلوگیری از آنها طراحی شده است.
یک مثال خوب، کلاس Mutex در کتابخانه استاندارد است:
در Go ممکن است فراموش کنید که قبل از دسترسی به یک منبع، قفل mutex را دریافت کنید. اما در Rust، کامپایلر این اشتباه را به شما اجازه نمی‌دهد.

Rust به شما اجازه نمی‌دهد داده‌ها را بین threads به اشتراک بگذارید مگر اینکه بتوانید ثابت کنید که این کار ایمن است.
هرچند این موضوع ممکن است در ابتدا کمی آزاردهنده به نظر برسد، اما انضباط و ایمنی حاصل از این محدودیت چیزی است که در Go باید توسط خود برنامه‌نویس مدیریت شود.

ایمنی حافظه (Memory Safety) در Rust

Rust با دقت طراحی شده است تا اطمینان حاصل شود که برنامه‌نویسان نمی‌توانند به طور ناخواسته، کارهای ناایمنی مانند بازنویسی یک متغیر مشترک انجام دهند.
کامپایلر Rust شما را مجبور می‌کند که به طور صریح مشخص کنید داده‌ها چگونه بین بخش‌های مختلف برنامه به اشتراک گذاشته می‌شوند و بسیاری از خطاهای رایج را در همان مرحله کامپایل شناسایی می‌کند.

کامپایلر فوق دقیق Rust، تک‌تک متغیرها و دسترسی‌ها به حافظه را بررسی می‌کند. این کار از بروز شرایط رقابت (Race Conditions) جلوگیری می‌کند و شما را از رفتارهای تعریف‌نشده (Undefined Behavior) مطلع می‌سازد.

در زیرمجموعه‌ی ایمن Rust، بروز مشکلات همزمانی و ایمنی حافظه عملاً غیرممکن است.  

البته، یکی از شکایات رایج تازه‌کارها در Rust، اصطلاحاً "جنگ با Borrow Checker" است.
پیاده‌سازی برنامه‌ای که با اصول ایمن Rust همخوانی داشته باشد، ممکن است نیاز به بازطراحی ساختار برنامه داشته باشد. اما اگر اولویت شما قابلیت اطمینان باشد، این تلاش ارزشش را دارد.

مقیاس‌پذیری در توسعه با زبان Go

زبان Go طوری طراحی شده است که مقیاس‌پذیری هم در سطح پروژه و هم در سطح تیم‌های توسعه را تسهیل کند. طراحی مینیمالیستی آن منجر به یکپارچگی و یکنواختی قابل‌توجهی در کدها می‌شود. همچنین، وجود یک سبک استاندارد تعریف‌شده به این معناست که هر برنامه‌نویس Go می‌تواند به‌راحتی یک کدبیس جدید را بخواند و درک کند.

وقتی صحبت از توسعه نرم‌افزار در مقیاس بزرگ می‌شود، اصل "واضح بودن بهتر از هوشمندانه بودن" (Clear is better than clever) اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. Go انتخابی عالی برای سازمان‌های بزرگ با تیم‌های توزیع‌شده است. علاوه بر این، زمان ساخت سریع (Fast Build Times) در Go باعث می‌شود تست و استقرار نرم‌افزار نیز با سرعت بیشتری انجام شود.

مقایسه و بده‌بستان‌های طراحی: Go در برابر Rust

زبان‌های Go و Rust هر یک مسیرهای متفاوتی را در طراحی انتخاب کرده‌اند که منجر به ویژگی‌های منحصربه‌فردی در هر کدام شده است. در ادامه، به بررسی برخی از این تفاوت‌های کلیدی می‌پردازیم.

مدیریت حافظه و جمع‌آوری زباله (Garbage Collection)

زبان‌هایی مانند Go که از جمع‌آوری زباله (GC) و مدیریت خودکار حافظه بهره می‌برند، توسعه سریع‌تر و ساده‌تری را برای اپلیکیشن‌های پایدار و قابل اطمینان فراهم می‌کنند. این ویژگی برای بسیاری از تیم‌ها یک مزیت کلیدی است.

اما این نوع مدیریت حافظه با هزینه‌هایی همراه است؛ به‌ویژه سربار عملکردی (performance overhead) و مکث‌های غیرقابل‌پیش‌بینی که می‌تواند برای اپلیکیشن‌های حساس به زمان، مشکل‌ساز شود.

در مقابل، Rust با حذف GC و واگذاری کامل مدیریت حافظه به برنامه‌نویس، امکان کنترل دقیق بر عملکرد را فراهم می‌کند. این ویژگی، Rust را به انتخابی ایده‌آل برای اپلیکیشن‌های real-time، سیستم‌های تعبیه‌شده (embedded systems)، و نرم‌افزارهایی با کارایی بسیار بالا تبدیل می‌کند.

به‌طور خلاصه:

• Go با GC ساده‌تر و سریع‌تر برای توسعه است.
• Rust بدون GC سریع‌تر و پیش‌بینی‌پذیرتر در زمان اجراست.

«داشتن GC در Go باعث می‌شود زبان ساده‌تر و کوچک‌تر باشد، در حالی که نبود آن در Rust ویژگی‌هایی را ممکن می‌سازد که در Go بدون فدا کردن عملکرد امکان‌پذیر نیستند.»
— PingCAP

مدیریت خطا در Go و Rust

در برخی زبان‌ها، خطاها می‌توانند به صورت خودکار به سطوح بالاتر ارسال شوند تا نهایتاً کسی آن‌ها را مدیریت کند یا برنامه با پیام خطایی خاتمه یابد. این رفتار به "استثناها" (Exceptions) معروف است.

در Go و Rust، برخلاف زبان‌هایی مانند Java یا Python، استفاده از استثنا به عنوان مکانیزم کنترل جریان برنامه توصیه نمی‌شود. در عوض، این زبان‌ها با خطاها به‌عنوان مقادیر (Values) برخورد می‌کنند.

مدیریت خطا در Go
در Go، بررسی خطا صریح و خواناست. برای مثال:

1answer, err := getAnswer()
2if err != nil {
3    return err
4}
5// do something with `answer`

بسیاری از افراد به زبان‌هایی با استثنائات عادت کرده‌اند، که در آن‌ها خطاها را می‌توان به سادگی نادیده گرفت (یا «به طبقه بالا» فرستاد تا شخص دیگری آن‌ها را مدیریت کند)، افزایش بلوک‌های if err != nil را آزاردهنده یا بیش از حد طولانی می‌دانند. با این حال، با وجود پیشنهادهای جایگزین بسیار، هیچ‌کدام مورد استقبال گسترده قرار نگرفته‌اند و این اصطلاح حداقل این مزیت را دارد که جریان کنترل را واضح و بدون ابهام می‌کند.

مدیریت خطا در Rust
Rust از انواع داخلی Option و Result برای مدیریت خطا استفاده می‌کند. این رویکرد باعث می‌شود که احتمال بروز خطا در سطح نوع داده مشخص باشد و کدهای مقاوم‌تری نوشته شوند.

مثال‌هایی از مدیریت خطا در Rust:

1if let Some(answer) = get_answer() {
2    // do something with `answer`
3}

از طرف دیگر، اگر get_answer نتیجه را برگرداند، به این معنی که یا پاسخی وجود دارد یا خطایی رخ داده است، کد ممکن است به این شکل باشد:

1match get_answer() {
2    Ok(answer) => // do something with `answer`
3    Err(e) => // handle the error `e` somehow
4}

با این حال، Rust یک خلاصه‌نویسی نحوی مرتب نیز ارائه می‌دهد: عملگر ? باعث می‌شود که اگر مقدار Option وجود نداشته باشد یا مقدار Result حاوی خطا باشد، تابع به طور خودکار مقدار را برگرداند. از آنجایی که خطاها زیاد اتفاق می‌افتند، این به برنامه‌نویسان Rust روشی فشرده‌تر برای نوشتن کد مدیریت لازم نسبت به Go می‌دهد:

1let answer = get_answer()?;

انتزاع (Abstraction): گامی به سوی پیچیدگی کمتر

تاریخچه برنامه‌نویسی، همواره با حرکت از سطح پایین به سطح بالاتر از انتزاع همراه بوده است. هدف از این مسیر، کاهش نیاز به درگیری مستقیم با جزئیات سطح پایین سخت‌افزار و تمرکز بیشتر بر حل مسائل اصلی است.

زبان‌هایی مانند Go و Rust، با وجود تمرکز بر کارایی و سادگی، سطح مناسبی از انتزاع را فراهم می‌کنند که توسعه‌دهندگان می‌توانند در آن بدون نگرانی از مدیریت منابع سطح پایین، ساختارهای پیچیده و قدرتمندی را طراحی کنند. در عین حال، با توجه به تفاوت فلسفی‌شان در طراحی، هریک رویکرد متفاوتی نسبت به ایجاد و استفاده از انتزاع‌ها اتخاذ می‌کنند.

سرعت: سادگی در برابر نهایت کارایی

Rust برای دستیابی به حداکثر کارایی ممکن، مصالحه‌های طراحی خاصی را پذیرفته است. این زبان به شما کنترل کامل بر حافظه، هم‌زمانی (concurrency)، و اجرای دقیق دستورالعمل‌ها می‌دهد؛ چیزی که برای سیستم‌هایی با حساسیت زمانی بالا، بی‌نظیر است.

در نقطه مقابل، Go سرعت توسعه و سادگی را در اولویت قرار داده و در ازای آن، بخشی از حداکثر عملکرد اجرایی را فدا کرده است. این فلسفه باعث می‌شود Go انتخابی عالی برای پروژه‌هایی باشد که خوانایی، توسعه سریع و نگهداری آسان اهمیت بیشتری از بالاترین سرعت ممکن دارند.

در نهایت، انتخاب بین این دو زبان در این زمینه به این بستگی دارد که ترجیح می‌دهید زمان بیشتری را صرف توسعه کنید تا به اجرای سریع‌تری برسید (Rust)، یا ترجیح می‌دهید سریع‌تر توسعه دهید، حتی اگر اجرای برنامه کمی کندتر باشد (Go).

صحت و اطمینان: دو فلسفه متفاوت برای رسیدن به کد قابل اعتماد

هر دو زبان Go و Rust، هدف‌شان کمک به نوشتن برنامه‌های درست و بدون خطا است، اما با رویکردهایی کاملاً متفاوت.

• Go با ارائه‌ی یک چارچوب تست داخلی قدرتمند و کتابخانه استاندارد غنی، توسعه‌دهندگان را به تست‌نویسی مؤثر و کاربردی ترغیب می‌کند. در این مسیر، آزادی بیشتری به برنامه‌نویس داده می‌شود تا خودش سطح نظم و دقت موردنیاز پروژه را انتخاب کند.
• Rust از سوی دیگر، با سیستم مالکیت و بررسی‌کننده‌ی قرض (borrow checker) در زمان کامپایل، اشکالات رایج زمان اجرا مانند دسترسی‌های نادرست به حافظه یا شرایط رقابتی را به‌طور کلی حذف می‌کند. این زبان نوعی نظم و انضباط اجباری را تحمیل می‌کند که در ابتدا ممکن است چالش‌برانگیز باشد، اما در بلندمدت منجر به پایداری بیشتر کد می‌شود.

به‌بیان دیگر، نوشتن یک برنامه ساده با Go سریع‌تر و آسان‌تر است، اما احتمال وجود خطا در آن بیشتر است. در حالی که Rust از ابتدا توسعه‌دهنده را وادار به تفکر دقیق و طراحی ایمن‌تر می‌کند.

چه زمانی از Go استفاده کنیم

Go برای طیف گسترده‌ای از موارد استفاده به خوبی کار می‌کند و آن را به جایگزینی عالی برای Node.js برای ایجاد APIهای وب تبدیل می‌کند. همانطور که لوریس کرو اشاره کرد، «مدل همزمانی Go برای برنامه‌های سمت سرور که باید چندین درخواست مستقل را مدیریت کنند، مناسب است. دقیقاً به همین دلیل است که Go، goroutineها را ارائه می‌دهد.

علاوه بر این، Go دارای پشتیبانی داخلی برای پروتکل وب HTTP است. شما می‌توانید به سرعت یک API کوچک را با استفاده از پشتیبانی داخلی HTTP طراحی کنید و آن را به عنوان یک میکروسرویس اجرا کنید. بنابراین، Go به خوبی با معماری میکروسرویس‌ها مطابقت دارد و نیازهای توسعه‌دهندگان API را برآورده می‌کند.

به طور خلاصه، اگر سرعت توسعه برایتان مهم است و سادگی سینتکس را بر عملکرد ترجیح می‌دهید، Go مناسب است. علاوه بر این، Go خوانایی کد بهتری را ارائه می‌دهد که معیار مهمی برای تیم‌های توسعه بزرگ است.

زمانی Go را انتخاب کنید که:  

• برنامه‌نویسی همزمان: Go، goroutineها را برای برنامه‌نویسی همزمان ارائه می‌دهد. می‌توانید از goroutineها برای مدیریت بسیاری از فرآیندها استفاده کنید.

• سرویس‌های شبکه‌ای: Go برای ساخت سرویس‌های شبکه مانند سرورهای وب و APIها ایده‌آل است زیرا عملیات I/O را به طور موثر مدیریت می‌کند.

  توسعه سریع: Go سینتکس ساده‌تر به علاوه یک کتابخانه استاندارد قوی را در اختیار شما قرار می‌دهد. این امر آن را برای توسعه سریع و تکرارهای سریع مناسب می‌کند.

  معماری میکروسرویس‌ها: Go سبک و استقرار آن آسان است. این امر آن را برای ساخت میکروسرویس‌ها عالی می‌کند.

  مقیاس‌پذیری: اگر نیاز به مقیاس‌بندی برنامه خود دارید، Go انتخاب بسیار خوبی است. می‌توانید از پشتیبانی همزمانی داخلی و نخ‌های سبک آن برای مقیاس‌بندی برنامه‌ها استفاده کنید.

  سادگی و خوانایی: طراحی Go بر سادگی و خوانایی تأکید دارد. این امر نگهداری و درک پروژه‌های در مقیاس بزرگ را آسان‌تر می‌کند.

چه زمانی از Rust استفاده کنیم؟

Rust زمانی که عملکرد اهمیت دارد، مانند زمانی که حجم زیادی از داده‌ها را پردازش می‌کنید، انتخاب بسیار خوبی است. Rust همچنین کنترل دقیقی بر نحوه رفتار threads و نحوه اشتراک منابع بین threads به شما می‌دهد.

از سوی دیگر، Rust با منحنی یادگیری تندی همراه است و به دلیل پیچیدگی بیشتر ایمنی حافظه، سرعت توسعه را کاهش می‌دهد. این لزوماً یک عیب نیست؛ Rust همچنین تضمین می‌کند که با اشکالات ایمنی حافظه مواجه نخواهید شد زیرا کامپایلر هر اشاره‌گر داده را بررسی می‌کند. برای سیستم‌های پیچیده، این اطمینان می‌تواند مفید باشد.

انتخاب Rust برای:

• برنامه‌نویسی سیستم‌ها: Rust برای برنامه‌نویسی در سطح سیستم، از جمله ساخت سیستم‌عامل‌ها، سیستم‌های فایل و موتورهای بازی عالی است. از Rust در جایی استفاده کنید که عملکرد و کنترل بر سخت‌افزار ضروری است.
  کنترل دقیق بر روی threads: می‌توانید با Rust کنترل دقیقی بر رفتارهای رشته‌ها و منابع سیستم برای برنامه‌های پیچیده چند threads داشته باشید.
  اولویت دادن به ایمنی حافظه بر سادگی: اگر افزایش حافظه را در اولویت قرار می‌دهید، Rust برای شما مناسب است. این زبان تضمین‌های ایمنی حافظه قوی‌تری را ارائه می‌دهد که آن را برای نشت حافظه و سیستم‌های بحرانی از کار افتادن عالی می‌کند.

نتیجه

امیدوارم این مقاله نشان داده باشد که هر دو زبان Go و Rust، شایسته توجه جدی شما هستند. انتخاب یکی بر دیگری، به‌جای یک پاسخ قطعی، بیشتر به نیاز پروژه، تیم، و حتی ترجیح شخصی شما بستگی دارد.

اینکه فقط یکی از این دو زبان را یاد بگیرید، یک دوگانگی غلط است. هرچه زبان‌های بیشتری را بشناسید، دیدگاه وسیع‌تری به حل مسائل خواهید داشت و به عنوان توسعه‌دهنده، ارزشمندتر خواهید بود.

• اگر تازه‌کار هستید، یادگیری یکی یا هر دوی این زبان‌ها، سرمایه‌گذاری بسیار خوبی برای آینده شماست.
• اگر یک توسعه‌دهنده باتجربه هستید ولی هنوز Rust یا Go را امتحان نکرده‌اید، اکنون بهترین زمان برای ورود است.

در نهایت، زبان تنها ابزار است؛ مهارت، تجربه و لذت بردن از برنامه‌نویسی است که کیفیت نهایی پروژه را تعیین می‌کند. بنابراین اگر می‌پرسید: «آیا باید Rust یا Go را یاد بگیرم؟» تنها پاسخ درست این است: بله.