- 概述
Rust是由Mozilla员工Graydon Hoare于2006年作为个人项目而创造，Mozilla于2009年开始赞助该项目。2012年，第一个Rust编译器发布，2015年第一个Rust1.0稳定版本发布，目前，Rust已加发展到1.51版本。
2021年2月8日，Rust基金会成立，Rust商标及所有权移交给基金会。基金会创始白金成员包括亚马逊、微软、谷歌、华为和Mozilla，白金会员Facebook。
截止到2021年5月，Rust在TOIBE编程语言排行榜上排名24%，占比0.66%。
- Rust功能
2.1. 语言主要特性
类型推导
Rust支持表达式类型推断，可根据代码自动推动表达式类型。
举例：
let x = 9.0; //x是f64类型
零成本抽象
Rust中增加抽象定义，不会影响运行性能。
模式匹配
通过match关键字，可以很方便的对变量的值、范围、部分内容等进行匹配操作，支持匹配数字、字符串、函数调用等，支持逻辑与或匹配。匹配的作用可以简单理解为C语言的Switch语法功能的增强。
举例：
match a {
1 => println!("a is 1"),
2...5 => println!(" 2<=a<=5"),
6 | 8 => println!(" a=6 or a=8"),
_ => println!("其它")
}
所有权
内存所有权是Rust内存安全的核心基础。内存在一个时刻，所有权只能属于一个变量，超出作用域后，会被自动释放。所有权支持转移和借用。该机制可以有效解决空指针、野指针、内存泄漏、内存重复释放等内存问题。
举例：
...
let b = a; //所有权转移到b，通过a无法再访问
错误处理
Rust支持统一并简洁的错误处理方式。错误码统一，且支持同时返回值及错误码。
Rust将错误区分未可恢复错误及不可恢复错误，支持可恢复错误传递。
举例：
fn main() {
let f = File::open("hello.txt");
let f = match f {
Ok(file) => file, // 成功处理
Err(error) => println!("Problem opening the file: {:?}", error), //错误处理
};
panic!("run here panic!"); // 不可恢错误
}
切片(Slice)
切片是指对数据的部分引用，比如数组、字符串等。与python等语言的切片功能类似。
举例：
let hello = &s[0..5];
let world = &s[6..11];
泛型
类似于C++中的模板(Templete)，可用于实现对通用类型的操作，有效提到代码抽象度，减少代码量。
举例：
let mut mi = 0;
let mut i = 1;
while i < array.len() {
if array[i] > array[mi] {
mi = i;
}
i += 1;
}
array[mi]
}
fn main() {
let a = [1, 3, 9, 7];
println!("max = {}", max(&a));
let b = [2.0, 4.1, 10.2, 8.3];
println!("max = {}", max(&b));
}
特征(Trait)
Trait是对接口的抽象，可以指定接口的规则、默认接口实现，可以被继承、重载，可以与泛型结合使用，可以作为参数传递，也可以作为函数返回值。
举例：
pub headline: String,
pub location: String,
pub author: String,
pub content: String,
}
impl Summary for NewsArticle {
fn summarize(&self) -> String {
format!("{}, by {} ({})", self.headline, self.author, self.location)
}
}
运算符重载
与C++的运算符重载功能类似。Rust通过Trait实现运算符重载功能。
Rust只支持有限形式的运算符重载。
闭包(Closure)
Rust的闭包与Java、Go、Python、Swift等语言中闭包概念类似，类似于这些语言中的Lambda表达式或者匿名函数。闭包通常不需要定义类型，支持对入参及返回值类型的推导。闭包支持绑定到变量中使用。闭包中支持使用外部变量。
举例：
fv(10);
迭代(iterator)
用于对变量集合的循环遍历，与其它语言中的迭代器概念类似。
上面仅描述了rust语言的部分主要特性，完整介绍参见 https://doc.rust-lang.org/book/
2.2 Rust程序组成形式
一个Rust程序可以由Module、Carte、Package组成。Module是代码逻辑层面的封装，可以将实现一个功能的所有代码放在一个Module中，比如网络Module、文件系统Module等。Carte是二进制可执行程序或者库，是rust中的基本编译单元。Package将多个carte打包在一起。
2.3 编译构建
Rust使用rustc编译代码，编译过程中会自动进行类型检查。
rustc编译依赖LLVM(Windows环境依赖MSVC)，在嵌入式环境，还依赖于嵌入式交叉编译工具链。
2.4 Cargo
Rust使用Cargo进行系统构建、代码检查及包(crate)管理，同时也可以从crate.io上下载或者更新crate到本地。
- Rust优势与劣势
Rust是一门赋予每个人构建可靠且高效软件能力的语言[1]。他的优势和劣势非常明显。
3.1 Rust优势
Rust具备系统级语言的高性能，同时也具备一些现代动态语言的功能。
3.1.1 高性能
Rust语言具备C/C++等语言的高性能。
Rust运行速度快，内存利用率高，占用资源少，没有垃圾回收及运行时，可以内嵌汇编，可以与其它语言混合编程，可以像C/C一样作为系统级语言，用于操作系统、硬件驱动、嵌入式设备等的开发。
3.1.2 安全可靠
Rust相比C/C++更安全可靠。
Rust通过所有权机制保证内存安全。
Rust具备丰富类型的强类型系统，编译时编译器可以做更多的类型检查，将错误在编译阶段提前暴露出来，而不是等到运行时。
Rust通过unsafe关键词将不安全的代码与安全代码隔离开。
3.1.3 支持现代高级语言特性
Rust支持泛型、闭包、迭代、切片、函数式编程、错误处理等特性。
3.2 Rust劣势
3.2.1 语言复杂
Rust的语法相对比较复杂，强类型、内存所有权、unsafe机制等对于初学者上手比较困难。
3.2.2 库较少
Rust目前官方及第三方库较少，相关开源代码较少，很多库需要借用c语言库，或者自己重新写，对于构建复杂系统难度较高。
3.2.3 不够稳定
Rust语言时间较短，一直处于快速发展中。
- Rust在物联网上的应用与发展
Rust性能高，占用资源少，可移植性好，支持嵌入式开发，且可集成到现有的C代码中，因此在物联网设备上，也可以使用Rust来开发。目前已加有一些公司在使用Rust实现RTOS系统、bootloader、传感器驱动、网络协议栈等。
4.1 硬件
Rust支持的嵌入式硬件设备范围从8bit单片机到64位4核Cortex-A53的树莓派。
Rust支持对外设、中断、异常、IO、内存、寄存器的操作，并提供了对应的库(Crat)。
详细文档见：
https://doc.rust-lang.org/stable/embedded-book/start/index.html
Rust目前已支持ARM、RISC-V，MIPS。目前已有几十款MCU，上百种硬件驱动支持rust，详见：
https://github.com/rust-embedded/awesome-embedded-rust
4.2 嵌入式运行环境
1）hosted环境
在这种环境下运行时，设备上已经运行了一个操作系统，并且提供了POSIX、文件系统、网络、内存管理、线程管理等系统接口。Rust的标准库会依赖这些接口已支撑rust程序的运行，与在PC机上运行类似。
2）bare metal环境
这种环境，设备本身没有操作系统，由rust程序直接在裸机上运行。此时需要使用no_std库。同时通过libcore获得与硬件平台无关的代码，并去掉嵌入式环境中不常用的功能，比如去掉动态内存分配器等。
使用该模式，可以编译启动代码、内核等。
4.3 支持rust的嵌入式/物联网项目
详见 https://github.com/rust-embedded/awesome-embedded-rust
4.3.1 RTOS
Drone OS
支持Rust实时应用的嵌入式操作系统。
FreeRTOS.rs
基于FreeRTOS的rust适配层
FreeRTOS-rust
基于FreeRTOS.rs，增加了rust的改造，比如main的入口使用rust实现，FreeRTOS调度从rust启动等。
Tock
支持在MCU上多应用并发运行的嵌入式操作系统，内核及驱动使用Rust编写。
4.3.2 协议栈
runmqtt
使用rust实现的mqtt协议
rubble
使用rust实现的蓝牙ble协议栈
4.3.3 其它
internet-of-streams
使用rust创建的iot无线传感器平台。
rust-raspberrypi-OS-tutorials
基于rust和树莓派硬件的嵌入式操作系统开发指导
boa
使用rust实现的嵌入式JS引擎。
rust_sqlite
使用rust实现的sqlite。
OpenSK
谷歌开发的基于Tock OS的FIDO2蓝牙认证应用，目前支持Nordick nrf52840芯片。
