Parallélisme avec les threads et les canaux
Rust (langage de programmation)

Le langage de programmation Rust a été conçu en fonction de trois objectifs, qui sont la sécurité, la rapidité, et la programmation concurrente et parallèle :

• la sécurité est obtenue par le typage des données, par le modèle de mémoire et par des règles précises de passage de paramètres entre fonctions (modèle par possession et emprunt de données) ;

• la rapidité est obtenue par la proximité des objets du langage avec ceux de la machine, et par l’absence d’environnement d’exécution (runtime) à charger au démarrage ;

• la programmation concurrente et parallèle est facilitée par des fonctions de traitement asynchrone, de partage de données entre tâches, de passage de messages et de rendez-vous qui permettent de programmer des tâches concurrentes ou parallèles sans utiliser directement les fonctions primitives du système d’exploitation.

La version préliminaire de Rust a été publiée en 2010 par la Fondation Mozilla, qui édite le navigateur Firefox ; initialement c’était un projet personnel (développé en OCaml) de Graydon Hoare, salarié de la fondation ; la première version stable est parue en 2015. C’est un logiciel libre développé avec la participation des utilisateurs. Le compilateur produit une représentation intermédiaire en code LLVM.

On peut présenter ce langage en disant qu’il combine les qualités de C et d’Ada. À C il emprunte l’essentiel de la syntaxe, avec ajout de formes proches de celle d’Ada, par exemple pour écrire (et compiler) séparément la spécification et l’implémentation d’une fonction. Comme C, Rust n’a pas d’environnement d’exécution (runtime), en particulier pas de glaneur de cellules (garbage collector, GC, ramasse-miettes, un système de gestion automatique de la mémoire) ; ses objets élémentaires restent proches de ceux de la machine, ce qui contribue à des performances prévisibles et qui peuvent approcher celles de l’assembleur. Rust procure également des constructions de plus haut niveau, comme des chaînes de caractères UTF-8.

Comme Ada, Rust met en œuvre un typage fort et contraignant, ce qui est parfois exigeant pour le programmeur, mais procure une grande sûreté de fonctionnement du programme une fois qu’il a été compilé avec succès. Comme Ada, Rust procure des fonctions qui permettent de programmer des tâches concurrentes ou parallèles de façon indépendante du système d’exploitation. Le langage procure également les tournures qui permettent l’écriture de code générique et le polymorphisme de données, toujours dans le respect du système de types. Les programmations en style fonctionnel et avec des objets sont aussi disponibles.

Ces caractéristiques de Rust en font un langage adapté à la programmation de fonctions du système d’exploitation et, à ce titre, il est maintenant accepté pour des contributions au noyau Linux. Mais il est aussi utilisé pour toutes sortes de projets de natures variées, comme les moteurs de rendu graphique et de parallélisme du navigateur Firefox, certaines parties du système de partage en ligne Discord, certaines parties des plateformes infonuagiques Azure de Microsoft et AWS d’Amazon.

Le langage Rust standard ne dispose pas de fonctions primitives pour les applications temps réel, mais il existe un grand nombre de contributions externes qui procurent les fonctions adéquates, ainsi que des adaptateurs pour embarquer du code Rust à bord des principaux microcontrôleurs du marché.

Le compilateur Rust est livré avec un système de compilation intégré, Cargo, qui facilite grandement la construction de logiciels complexes et de grande taille, et qui fournit une aide précieuse au programmeur par des messages d’erreur circonstanciés, qui suggèrent souvent la rectification qui corrigera l’erreur.

Cet article fait plusieurs références au livre (accessible librement en ligne) de Steve Klabnik et Carol Nichols , à sa traduction en français (officieuse et partielle) , ainsi qu’au manuel du site officiel du langage . Pour une comparaison fructueuse avec d’autres langages on pourra également consulter les articles de nos collègues consacrés à C [H 3 068] et à Ada [H 2 280]. Le site de l’auteur comporte quelques exemples de programmes complets. Pour la programmation concurrente et parallèle mentionnons ici un guide général et un autre plus spécialisé pour les systèmes embarqués .