Rustとはどんな言語?Rustの特徴やメリットについても解説

Rustとはどんな言語?Rustの特徴やメリットについても解説

Rustとは


Rustは「安全性」「速度」「並行性」の3点を保証するプログラミング言語です。
2006年、グレイドン・ホアレが個人プロジェクトとしてスタートしたRustですが、2009年にはMoFoが開発に参画し、Mozilla Resarch公式プロジェクトとなります。
仕様変更を頻繁に繰り返したのち、2015年の1.0版以降は6週間に一度の割合で定期的に新しいバージョンがリリースされるようになりました。

コンパイル言語に分類され、Windowsではexeファイルを作成可能です。
コンパイル言語の代表格C++の特徴である高速性をキープしたまま、安全なメモリ管理を比較的容易に実現できるのも、大きな特徴です。
Rustは、トップクラスのブラウズシェアを誇るFirefoxでも採用されています。

Rustの特徴5つとは


RustとはC++の後継言語として、問題点と弱点を解決するように開発が進められています。
C++はプログラマー自身がメモリ管理しなければならないという問題点がありますが、Rustは所有権という特徴でこの問題を克服しています。

Rustはインストールが大変簡単というメリットがあり、LinuxとMacでは、ターミナルにコマンドをコピー&ペーストしてEnterします。Windowsでは、インストーラを起動するだけです。インストール時にはrustupというツールでインストール、管理します。

1:安全な設計の強制

安全な設計を強制とは、Rustの所有権のシステムによるものです。C言語で書くと未定義動作が起こりうるケースでも、Rustでは、ポインタの寿命を厳格に管理して、コンパイル時にエラーとなります。

また、Rustでは、値を書き換える責任は一つのオブジェクトのみしか持てないという所有権システムがあり、バグのあるようなコードを許さない設計となっています。

所有権

Rustにおいて所有権とは、値を持っている状態、あるいはその値を開放することに責任を負っているものの状態を指します。Rustでは、リソースが自動的に開放される仕組みを持っています。

2:メモリの管理

Rustは、今までのプログラミング言語でプログラマーが悩まされていた、メモリの管理の問題を解決するように、安全で新しいメモリ管理システムを持っています。

例として、メモリリークやバグを防ぐための様々な言語機能が提供されており、柔軟な変数や参照を、コンパイラによるチェックを受けたまま安全に保持できます。

3:nullに対する安全

nullとは、プログラミング用語で「何も示さないもの」という意味です。Rustのポインタ、参照にはnullが存在しません。そのため間違ってnullにアクセスすることがありません。

Rustでは、nullの代わりにoptionという構造が用意されています。optionとは、値がないかもしれないということを表す型で、必ず値を取り出すときに、値があるかどうかをチェックする必要があります。そのため、チェックのし忘れは起きません。

4:エラー処理

ソフトウェアにはエラーがつきもののため、Rustは多くの機能で、うまくいかない状況を処理していきます。Rustでは、エラーを回復可能なエラーと回復不可能なエラーに分類します。

ファイルが見つからないなどのエラーとは、回復可能なエラーですから、問題を報告して再試行します。回復不可能なエラーとは、アレイの終わりを超えて場所にアクセスしようとするなどのバグの症状となります。プログラムで回復不可能な場合は、実行を停止するマクロがあります。

5:ガーベジコレクションがない

ガーベジコレクションとは、プログラムが動的に確保したメモリの領域のうち、不要になった場所を自動で解放する機能です。

しかしながらRustでは、変数の寿命がわかり、Rustが自動でメモリを解放しますから、ガーベジコレクションがないということです。

Rustのメリットとは


Rustとは「錆」を意味します。ロゴは自転車の錆びたチェーンリングを意味し、開発者には自転車乗りが多いことに起因しています。

Rustの特徴とは「安全性」「速度」「並行性」です。これらの特徴を実現できるように、開発されています。言語仕様の特徴としては、C++に似ていますが、C++の問題点である「メモリ管理が難しい」という点に力を入れて改良しています。

安全性

変数に寿命を与えることができるため、メモリリークやリソースリークなどのバグをコンパイル時点で見つけ出すことができます。
編集に所有権を付与することができ、複数箇所からの同時メモリ書き換えを防ぐことが可能です。null安全な言語であることも公式に認められており、安全性の高い言語として期待されています。

速度

Rustで記述したプログラムは、CやC++で記述したプログラムといった、実行が高速なプログラミング言語と同じくらい高速で動作できます。

Rustの動作の高速な理由とは、ガーベジコレクションがない構造によるものです。他にもプログラムが機械語に変換されて実行されるということにもあります。

並行性

Rustはマルチスレッドでプログラムを並行処理するように設計されています。マルチスレッドとは、アプリケーションのタスクを複数のスレッドに分けて並行処理する方式です。

所有権に制約をつけることでデータ共有がスレッド間で行われないことから、マルチスレッドで処理してもデータ競合が行われず安全です。

Rustを学んで色々な開発にトライしよう


Rustはチュートリアルサイトを見つけることができないため、日本語の公式ドキュメントの内容は、すべて目を通しておくようにするとよいでしょう。

プログラミング言語として特に安全性に優れているので、大規模なシステム開発に活用できますので、学ぶことは大変メリットがあります。

アプリケーション開発やオペレーティングシステムなど、他の言語が不得意としている分野でも使われているケースがありますので、ゲームに限らず幅広く開発ができます。

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