本文翻譯自：Rust Is The Future of JavaScript Infrastructure – Lee Robinson^[1] ，已獲得作者授權(quán)，原文略做修改以符合中文語境。

（圖片鎮(zhèn)樓，與原文無關(guān)）

Rust^[2] 是一種快速、可靠、內(nèi)存高效的編程語言。它已經(jīng)連續(xù)六年被評為最受 歡^[3] 迎^[4] 的 編^[5] 程^[6] 語^[7] 言^[8] 。它由 Mozilla 創(chuàng)建，現(xiàn)在被 Facebook^[9] 、 蘋果^[10] 、 亞馬遜^[11] 、 微軟^[12] 和 谷歌^[13] 用于系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施、加密、虛擬化和更多底層（low-level）的編程中。

為什么Rust現(xiàn)在被用來取代 JavaScript 成為 Web 生態(tài)系統(tǒng)的一部分，如壓縮（Terser）、編譯（Babel）、格式化（Prettier）、打包（webpack）、linting（ESLint），以及其他場景？

什么是Rust？

Rust 幫助開發(fā)人員編寫運(yùn)行快并高效利用內(nèi)存的軟件。它是 C++ 或 C 等語言的現(xiàn)代替代品，聚焦在代碼安全和簡潔的語法。

Rust 與 JavaScript 有很大不同。JavaScript 采用的是 垃圾回收^[14] 機(jī)制，會(huì)試圖清除不再使用的變量和對象。JavaScript 將開發(fā)者從對手動(dòng)內(nèi)存管理的思考中抽離出來。

有了 Rust，開發(fā)者對內(nèi)存分配有了更多的控制，而不像 C++ 或 Go 那樣令人痛苦。

Rust 使用了一種相對獨(dú)特的內(nèi)存管理方法，包含了內(nèi)存“所有權(quán)”的概念?；旧?，Rust 會(huì)記錄誰可以讀取和寫入內(nèi)存。它知道程序什么時(shí)候在使用內(nèi)存，一旦不再需要就立即釋放內(nèi)存。它在編譯時(shí)執(zhí)行內(nèi)存規(guī)則，使得運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存錯(cuò)誤幾乎不可能出現(xiàn)。你不需要手動(dòng)跟蹤內(nèi)存。編譯器會(huì)照顧到這一點(diǎn)。

—— Discord^[15]

Adoption

在上面提到的公司之外，Rust 還被用于流行的開源庫，比如：

• Firecracker^[16] （AWS）

• Bottlerocket^[17] (AWS)

• Quiche^[18] (Cloudflare)

• Neqo^[19] (Mozilla)

Rust 一直是我們團(tuán)隊(duì)的力量源泉，押注Rust是我們做出的最好決定之一。除了性能之外，它的人機(jī)工程學(xué)（ ergonomics ）和對正確性的關(guān)注也幫助我們控制了同步的復(fù)雜性。我們可以在類型系統(tǒng)中對系統(tǒng)的復(fù)雜不變性進(jìn)行編碼，讓編譯器為我們檢查。

—— Dropbox^[20]

從 JavaScript 到 Rust

JavaScript 是使用最廣泛的編程語言，存在于每個(gè)有瀏覽器的設(shè)備上。在過去的十年中，圍繞著 JavaScript 已經(jīng)建立了一個(gè)龐大的生態(tài)系統(tǒng)：

• Webpack ：開發(fā)者希望將多個(gè) JavaScript 文件 bundle 成一個(gè)文件。

• Babel ：開發(fā)者希望在支持舊版瀏覽器的同時(shí)編寫現(xiàn)代 JavaScript 。

• Terser ：開發(fā)者希望生成盡可能小的文件。

• Prettier :開發(fā)者希望有一個(gè)有自帶規(guī)則（opinionated）的代碼格式化器，剛好可用就行。

• ESLint ：開發(fā)者希望在部署前發(fā)現(xiàn)他們的代碼存在的問題。

數(shù)以百萬計(jì)的代碼被編寫出來，甚至更多的 bug 被修復(fù)，從而為今天的 Web 應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。所有這些工具都是用 JavaScript 或 TypeScript 編寫的。目前已經(jīng)做的很不錯(cuò)了，但我們對 JS 的優(yōu)化已經(jīng)達(dá)到頂峰。因此，這激發(fā)了一類新的工具們的誕生，旨在極大地提高 Web 構(gòu)建的性能。

SWC

SWC^[21] 創(chuàng)建于 2017 年，一個(gè)下一代快速開發(fā)的工具，是一個(gè)基于 Rust 的可擴(kuò)展平臺(tái)。Next.js、 Parcel 和 Deno 等工具，以及 Vercel、字節(jié)跳動(dòng)、騰訊、Shopify 等公司都在使用它。

SWC 可用于編譯（compilation）、壓縮（minification）、打包（bundling）等 —— 并且被設(shè)計(jì)成可擴(kuò)展的。你可以調(diào)用它來執(zhí)行代碼轉(zhuǎn)換（無論是內(nèi)置的還是自定義的）。這些轉(zhuǎn)換由更高維度的工具來運(yùn)行，比如 Next.js 。

Deno

Deno^[22] 創(chuàng)建于 2018 年，是一個(gè)簡單、現(xiàn)代、安全的 JavaScript 和 TypeScript 的運(yùn)行時(shí)，Deno 使用 V8^[23] 的同時(shí)，并以 Rust 構(gòu)建。它試圖取代 Node.js ，由 Node.js 的原作者創(chuàng)建。雖然它是在 2018 年創(chuàng)建的，但直到 2020 年 5月才達(dá)到^[24] v1.0^[25] 。

Deno 的 linter、code formatter 和文檔生成器是使用 SWC 構(gòu)建的^[26] 。

esbuild

esbuild^[27] 創(chuàng)建于 2020 年 1 月，一個(gè)代碼打包和壓縮的工具，它是用 Go 寫的，比當(dāng)今的工具快 10 到 100 倍。

我試圖創(chuàng)建一個(gè)構(gòu)建工具：

A）能夠在一個(gè)合理的場景（bundler JavaScript，TypeScript，也許還有CSS）中工作得很好。

B）能夠重新定義社區(qū)對構(gòu)建工具速度的期望。對于JS快速構(gòu)建工具來說，到底什么才是快？在我看來，我們目前的工具都太慢了。

—— Evan，Creator of esbuild（ Source^[28] ）

在 esbuild 發(fā)布之前，用系統(tǒng)編程語言（如 Go 和 Rust ）構(gòu)建 JavaScript 工具是相當(dāng)小眾的。因此在我看來，esbuild 激發(fā)人們對于讓開發(fā)工具更快的廣泛興趣。Evan 選擇了使用 Go：

Rust版本也許可以通過足夠的努力使其以同等速度工作。但在高層次上，Go 的工作方式更令人愉快。這是一個(gè) side project ，所以它對我來說必須要有樂趣。

—— Evan，Creator of esbuild（ Source^[29] ）

有人認(rèn)為 Rust 可以表現(xiàn)得更好，但兩者都可以實(shí)現(xiàn) Evan 最初的目標(biāo)，即影響社區(qū)：

即使只是進(jìn)行了基本的優(yōu)化，Rust也能夠勝過超手工調(diào)整的 Go 版本。這是一個(gè)巨大的證明，與我們不得不對 Go 的深入研究相比，用Rust編寫高效程序是多么容易。

—— Discord^[30]

Rome

Rome^[31] 創(chuàng)建于 2020 年 8 月，包含 linter、compiler、bundler、test runner 以及其它東西，適用于 JavaScript、TypeScript、HTML、JSON、Markdown 和 CSS 。他們的目標(biāo)是取代和統(tǒng)一整個(gè)前端開發(fā)工具鏈。它是由 Sebastian^[32] 創(chuàng)建的，他是 Babel 的創(chuàng)建者。

那么，為什么要重寫一切呢？

對 Babel 進(jìn)行必要的修改，使其成為其他工具的可靠基礎(chǔ)，這絕對需要對所有東西進(jìn)行修改。這個(gè)架構(gòu)與我在 2014 年學(xué)習(xí)解析器、 AST 和編譯器時(shí)做出的最初設(shè)計(jì)選擇是有緊密聯(lián)系的。

—— Sebastian（ Source^[33] ）

Rome 目前是用 TypeScript 編寫的，在 Node.js 上運(yùn)行。但他們現(xiàn)在正致力于 用 Rust^[34] 重寫^[35] 。

NAPI

Rust 與 Node.js 的整合比其他低級(jí)語言更好。

napi-rs^[36] 允許你用 Rust 構(gòu)建預(yù)編譯的 Node.js add-ons 。它為交叉編譯（cross-compilation）和向 NPM 發(fā)布本地二進(jìn)制文件提供了一個(gè)開箱即用的解決方案，不需要 node-gyp 或使用 postinstall 。

相應(yīng)的，你也能輕松構(gòu)建一個(gè)被 Node.js 側(cè)直接調(diào)用的 Rust 模塊，而不需要像 esbuild 那樣創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程。

Rust + WebAssembly

WebAssembly^[37] （WASM）是一種可移植的低級(jí)語言，Rust 可以編譯成它。它在瀏覽器中運(yùn)行，可與 JavaScript 互操作，并被所有主要的現(xiàn)代瀏覽器所支持。

WASM 肯定比 JS 快很多，但還沒有達(dá)到原生速度。在我們的測試中，Parcel 編譯成 WASM 后的運(yùn)行速度比使用本地二進(jìn)制文件慢 10 - 20 倍。

—— Devon Govett^[38]

雖然 WASM 還不是完美的解決方案，但它可以幫助開發(fā)者創(chuàng)建極快的 Web 體驗(yàn)。Rust 團(tuán)隊(duì) 致力于^[39] 實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和先進(jìn)（cutting edge）的 WASM 實(shí)現(xiàn)。對于開發(fā)者來說，這意味著你可以擁有 Rust 的性能優(yōu)勢（相對于 Go ），同時(shí)還可以為 Web 服務(wù)（使用 WASM ）。

這個(gè)領(lǐng)域的一些早期庫和框架：

• Yew^[40]

• Percy^[41]

• Seed^[42]

• Sycamore^[43]

• Stork^[44]

這些基于 Rust 的、可編譯為 WASM 的 Web 框架并不是要取代 JavaScript，而是要與之一起工作。雖然我們還沒有達(dá)到這個(gè)目的，但看到 Rust 在兩方面都追隨 Web 的發(fā)展是很有趣的：使現(xiàn)有的 JavaScript 工具更快，并在未來提出 編譯到 WASM^[45] 的想法。

這就是 Rust 之后的路。

為什么不選擇 Rust ？

Rust 有一個(gè)陡峭的學(xué)習(xí)曲線。它的抽象程度比大多數(shù) Web 開發(fā)者所習(xí)慣的要低。

Rust 會(huì)迫使你思考你代碼中對系統(tǒng)編程方面具有很大影響的部分。它讓你思考內(nèi)存是如何共享或復(fù)制的。它讓你思考真實(shí)但不可能發(fā)生的邊界問題，并確保它們得到處理。它可以幫助你寫出在所有可能的方面都非常高效的代碼。

—— Tom MacWright ( Source^[46] )

此外，Rust 在網(wǎng)絡(luò)社區(qū)的使用仍然是小眾的。它還沒有達(dá)到技術(shù)選型臨界點(diǎn)（critical adoption）。即使學(xué)習(xí) Rust 的 JavaScript 工具會(huì)有一定的門檻，但有趣的是，開發(fā)者寧愿擁有一個(gè) 更快、更難參與貢獻(xiàn)^[47] 的工具。唯快不破^[48]（Fast software wins）^[49] 。

目前，你很難為你喜歡的服務(wù)（如登錄鑒權(quán)、數(shù)據(jù)庫、支付等工作）找到一個(gè) Rust 庫或框架。我確實(shí)認(rèn)為，一旦 Rust 和 WASM 達(dá)到技術(shù)選型臨界點(diǎn)（critical adoption），這個(gè)問題會(huì)自行解決。但現(xiàn)在還不行。我們需要現(xiàn)有的 JavaScript 工具來幫助我們縮小差距，并逐步采用性能改進(jìn)。

JavaScript 工具化的未來

我相信 Rust 是 JavaScript 工具化的未來。Next.js 12^[50] 已經(jīng)開始了我們的轉(zhuǎn)型，用 SWC 和 Rust 完全取代 Babel（transpilation）和 Terser（壓縮）。為什么會(huì)有這樣的選擇？

• 可擴(kuò)展性（Extensibility） 。SWC 可以作為 Next.js 內(nèi)部的一個(gè) Crate 使用，而無需 fork 其它庫或面臨設(shè)計(jì)上的限制（workaround design constraints）。

• 性能（Performance） 。通過改用 SWC ，我們在 Next.js 中實(shí)現(xiàn)了約 3 倍的刷新速度（Fast Refresh）和約 5 倍的構(gòu)建速度，還有更多的優(yōu)化正在進(jìn)行。

• WebAssembly 。Rust 對 WASM 的支持，使得 Next.js 可以支持所有可能的平臺(tái)，讓 Next.js 遍布所有的地方。

• 社區(qū)（Community） 。Rust 社區(qū)和生態(tài)系統(tǒng)是驚人的，而且還在不斷增長。

在逐步使用 SWC 的絕不僅僅是 Next.js：

• Deno^[51] linter、代碼格式化器和文檔生成器都是用 SWC 構(gòu)建的^[52] 。

• Rome^[53] 正在 用 Rust 重寫^[54] ，并計(jì)劃使用 SWC 。

• dprint^[55] ，建立在 SWC 之上，一個(gè)快 30 倍的用于替代 Prettier 的代碼格式化工具。

• Parcel^[56] 使用 SWC 將整體構(gòu)建性能 提高了 10 倍^[57] 。

Parcel 像一個(gè)庫一樣使用 SWC 。之前我們使用 Babel 的解析器和用 JS 編寫的自定義轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在，我們使用 SWC 的解析器和 Rust 中的 自定義轉(zhuǎn)換^[58] 。這包括一個(gè)全局 hoisting 的實(shí)現(xiàn)、依賴性收集等。它的范圍類似于 Deno 在 SWC 之上的構(gòu)建方式。

—— Devon Govett^[59]

現(xiàn)在是 Rust 的早期階段 —— 有幾個(gè)重要的部分還在摸索之中：

• 插件（Plungins） 。對于許多 JavaScript 開發(fā)者來說，用 Rust 編寫插件并不是那么容易的。同時(shí)，在 JavaScript 中暴露一個(gè)插件系統(tǒng)可能會(huì)否定性能的提升。目前還沒有一個(gè)明確的解決方案。

• 打包（Bundling） 。一個(gè)有趣的發(fā)展領(lǐng)域是 swcpack ，它是 SWC 對 Webpack 的替代。它仍在開發(fā)中，但可能是非常有前途的。

• WebAssembly 。如上所述，編寫 Rust 并編譯成 WASM 的前景很誘人，但仍有工作要做。

不管怎么說，我相信 Rust 會(huì)在未來 1 - 2 年以及未來繼續(xù)對 JavaScript 生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。想象一下這樣一個(gè)世界：Next.js 中使用的所有構(gòu)建工具都是用 Rust 編寫的，給你帶來最佳性能。然后，Next.js 可以作為一個(gè) 靜態(tài)二進(jìn)制文件^[60] （static binary）分發(fā)，你可以從 NPM 下載。

這就是我想生活（和建設(shè)）的世界。

感謝Devon Govett^[61] 審閱本文的早期草稿。

全文完

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