Superiority of Rust

https://bit-penguin.connpass.com/event/127916/

Transcript

1. 実務から見たRustの優位 性
 Powered by DMM Blockchain Labs 1
2. 自己紹介 - About me
 @ DMM.com Shinohara Wataru ・DMM.com Blockchain Engineer ・I really love Roller Coasters. @shinanonozenji_ 2
3. 書籍紹介 - Publishing
 @ DMM.com 3
4. Rustとは - What is Rust
 @ DMM.com • システムプログラミング言語 ◦ OS ◦ ドライバ ◦ Linker ◦ not アプリケーション向け言語 • コンパイラが超優秀 4
5. どういう用途に適しているか - What is suitable for
 @ DMM.com • 高パフォーマンス • 限られたリソース • 安全に稼働する要求 5
6. どこで使われてるのか - Where Rust is used
 @ DMM.com • npmjs.com • dropbox • Firefoxのレンダリングエンジン • データベース • etc. 6
7. なぜできたのか - Why Rust was born
 @ DMM.com • C/C++の複雑さへの解決策 • あまりに多くの大砲を与えたためにユーザーは自分の足を撃ち抜いてしま う C/C++に死を https://jp.techcrunch.com/2017/07/17/20170716death-to-c/ 7
8. 特徴 - Feautures
 @ DMM.com • 高速性 ◦ Garbage Collectionを使わない ◦ ゼロコスト抽象化 • 安全性 ◦ 型安全 ◦ メモリ安全 • 並行性 ◦ スレッド安全 8
9. 私たちはなぜ使っているか - Why reason we use it
 @ DMM.com • Substrate, Parity のため • その他GrinもRust • Crypto界隈ではRust利用プロジェクトが増加 • Web3の理念としてWebAssemblyの重要度の高まり Substrate: The platform for blockchain innovators https://github.com/paritytech/substrate paritytech/parity-ethereum https://github.com/paritytech/parity-ethereum mimblewimble/grin https://github.com/mimblewimble/grin Understanding Web 3 — A User Controlled Internet https://blog.coinbase.com/understanding-web-3-a-user-controlled-internet-a39c21cf83f3 9
10. Cryptoプロジェクトとの相性 - Compatibility
 @ DMM.com • 不具合は資産の損失に繋がるため安全なコードを書きたい • ノードは安定稼働を求められる • Cの偉大なライブラリを使える（暗号ライブラリはC実装が多い 10
11. 高速性
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12. 高速性 - High performance
 @ DMM.com • 高速性 ◦ Garbage Collectionを使わない ◦ ゼロコスト抽象化 • 安全性 ◦ 型安全 ◦ メモリ安全 • 並行性 ◦ スレッド安全 12
13. Garbage Collectionのメリット - Pros of GC
 @ DMM.com • メモリ管理を実行エンジンに任せる • メモリを確保し続けて、タイミングがきたら解放する • 人がメモリを管理するコストを下げる 13
14. Garbage Collectionの種類 - Types of GC
 @ DMM.com • 参照カウント • Copy • Mark and Sweep • その他いろいろ 14
15. JVM(Java Virtual Machine)のGC - GC in JVM
 @ DMM.com • Serial GC • Parallel GC • Concurrent Mark and Sweep GC • G1GC • Full GC 15
16. GCのデメリット - Cons of GC
 @ DMM.com • タイミングを予測することは困難 • 意図する挙動にならないことがある • Full GCは完全にシステムが停止する時間がある • Stop The World 16
17. ゼロコスト抽象化 - Zero cost abstraction
 @ DMM.com • プログラムの抽象度が高いと、オーバーヘッドコストが高くなる • オーバーヘッドを限りなく小さくする技術 • コンパイル時に最適化を行う • あとで少し出てきます 17
18. 安全性
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19. 安全性 - Safety
 @ DMM.com • 高速性 ◦ Garbage Collectionを使わない ◦ ゼロコスト抽象化 • 安全性 ◦ 型安全 ◦ メモリ安全 • 並行性 ◦ スレッド安全 19
20. 型安全 - Type-safe
 @ DMM.com • コンパイラが型を厳密にチェックする • nullを使わない • 型の推論機能があるため、明示しなくても良い • パターンマッチ（あとで出ます 20
21. 人類のnullとの戦い - Battle of null
 @ DMM.com • 未初期化で意図しない動作 • 大抵のnullのある言語のコンパイラはnullに対して無力 • 動かして初めてわかる不具合 ◦ わかるならまだ良い ◦ もしも10年後に起きる不具合だったら？ 21
22. 10億ドル規模の損失をもたらす過ち - $1B mistake
 @ DMM.com • Tony Hoareの言葉 22
23. nullを使わないメソッド - Option
 @ DMM.com • あるかないかを表現する型 Optionを使う 23
24. （補足）文と式 - Statements and expressions
 @ DMM.com • Rustは式言語 ◦ 式は値を返す ◦ 文は値を返さない（文末にセミコロン 式 文 24
25. メモリ安全 - Memory-safe
 @ DMM.com • 所有権 • 参照 • ライフタイム 25
26. 所有権 - Ownership
 @ DMM.com • 値の所有権は移動していく 26
27. 参照と借用- References and Borrowings
 @ DMM.com • 所有されている値を参照する ◦ 不変 ◦ 可変 27
28. 不変 - Immutable
 @ DMM.com • &で不変の借用、値を書き換えることはできない 28
29. 可変 - Mutable
 @ DMM.com • &mutで可変の借用、値を書き換えることができる 29
30. 借用のルール - The Rules 
 @ DMM.com 1. 不変は複数個存在できる 2. 可変はひとつだけ存在できる 3. 1.2.のルールは同時に満たせない Either or 30
31. なぜ可変はひとつだけ？
 @ DMM.com • 意図しない値になる可能性 • 並行処理で大きな問題になる • 複数人でお絵描きするツールではなにが起きるか 31
32. なぜ可変と不変が共存できない？
 @ DMM.com • なぜ可変と不変が共存できない？ • 渡されたデータが処理している間に書き換わる • 契約書を読んでる最中に内容が変化したら • 小説を読んでる最中に編集者が校正をしていたら？ 32
33. ライフタイム - Lifetime
 @ DMM.com • 変数はスコープの中でしか生きられない t のライフタイム 33
34. ライフタイムにおける参照関係
 @ DMM.com • yへの参照はxと同じでないといけない y のライフタイム 34
35. 使いにくいのでは
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36. 安心してください。Copyはあります
 @ DMM.com • プリミティブ型はCopyトレイトを持つ • トレイトの説明は後ほど 36
37. 生産性と柔軟性
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38. ジェネリクス - Generics
 @ DMM.com • 型を抽象化してメソッドを作成できる 38
39. 構造体 - Struct
 @ DMM.com • 値を持たない、フィールド名を持たない、通常の3種類 39
40. 構造体のジェネリクス - Generic structs
 @ DMM.com • あらゆる型で構造体を定義できる 40
41. 構造体のメソッド - Generic functions
 @ DMM.com • impl 構造体名の中にメソッドを書く 41
42. 構造体のメソッド - Structs functions
 @ DMM.com • selfを渡したメソッドは 構造体. で呼ぶ • selfを渡さないメソッドは 構造体:: で呼ぶ 42
43. 列挙型 - Enums
 @ DMM.com • Enumerationとか直和とかいわれる • 列挙された値のどれかひとつを表す • 例：私の健康状態は {正常、眠い、体調悪い} のどれか or or 43
44. よく使う列挙型 - Major enums
 @ DMM.com • Option ◦ 値がある -> Some ◦ 値がない -> None • Result ◦ 処理が成功 -> Ok ◦ 処理が失敗 -> Err 44
45. 列挙型をパターンマッチ - Pattern match
 @ DMM.com 45
46. トレイト - Traits
 @ DMM.com • 構造体の振る舞いを決める仕組み ◦ 他の言語では型クラスなどと言われる ◦ コンパイル時にインライン展開される • ゼロコスト抽象化の一種 46
47. BitcoinとEthereumはCryptoの振る舞いをする
 @ DMM.com 47
48. トレイト境界 - Bounds
 @ DMM.com • 関数に渡す型をトレイトで定める • そのトレイトを実装している型を引数で取れる 48
49. 並行性
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50. 並行性 - Concurrency
 @ DMM.com • 高速性 ◦ Garbage Collectionを使わない ◦ ゼロコスト抽象化 • 安全性 ◦ 型安全 ◦ メモリ安全 • 並行性 ◦ スレッド安全 50
51. マルチスレッド - Multi thread
 @ DMM.com • プログラムを並列で走らせて高速化する手法 • バグを作り込んでしまうとデバッグが難しい • 100人で会計処理をするとどうなるか 51
52. スレッド安全 - Thread-safe
 @ DMM.com • 所有と借用のルールにより実現 • 複数スレッドで同時書き込みはできない • 複数スレッドが参照する値は変化しない Either or 52
53. 補足
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54. ビルドツール Cargo
 @ DMM.com • 雛形の作成 • モジュール依存関係の解決 • ビルドターゲットの変更 54
55. WebAssembly
 @ DMM.com • ビルドターゲットを変更するだけ • $ rustup target add wasm32-unknown-unknown • $ cargo build --target wasm32-unknown-unknown 55
56. 話さなかったこと - I did not speak
 @ DMM.com • クレート • プリミティブ型、コレクション • クロージャ • パターンマッチの更なる使い方 • 便利な省略記法 • メモリ配置 • マクロ • FFI 56
57. どう学習するか - How to learn Rust
 @ DMM.com • カニの本を読む • プログラミング言語Rustを読む プログラミングRust https://www.oreilly.co.jp/books/9784873118550/ プログラミング言語Rust https://doc.rust-jp.rs/the-rust-programming-language-ja/1.6/book/ 57
58. Rustを使っての感想 - My opinion
 @ DMM.com • 抽象的に書ける • 安心して実行できる • いろんな言語の良いところを持ってきている • マクロがすごく便利（なお、開発は辛い 58
59. 総括 - Conclusion
 @ DMM.com • 大丈夫です、コンパイラを信じよう • コンパイル通るまでの作業は正しいコードに近づいてる証拠 • 組み込みでもWeb APIサーバーまで広く使える • ビルドツールは優秀 59
60. Thank you for the attention.
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