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為了消除基于 C++ 的 Android 應(yīng)用中的內(nèi)存錯(cuò)誤，Google 希望讓開(kāi)發(fā)人員能夠輕松地用 Rust 編寫(xiě)代碼。

本周一，谷歌承諾向Rust 基金會(huì)捐贈(zèng)100 萬(wàn)美元，以改善C++和Rust編程語(yǔ)言之間的互操作性。

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根據(jù)公告，雖然該項(xiàng)目被稱(chēng)為“互操作倡議（Interop Initiative）”。谷歌Android 平臺(tái)工具和庫(kù)總監(jiān)兼 Rust 基金會(huì)董事會(huì)主席 Lars Bergstrom 宣布了這筆撥款，并表示這筆資金將“提高 Rust 代碼與現(xiàn)有遺留 C++ 代碼庫(kù)互操作的能力”。其目標(biāo)本質(zhì)上更加單向，即讓“組織逐漸將當(dāng)前的 C++ 遷移到 Rust”。

Rust基金會(huì)董事會(huì)主席兼谷歌成員總監(jiān)Lars Bergstrom表示：“谷歌相信Rust等內(nèi)存安全語(yǔ)言發(fā)揮的關(guān)鍵作用，以及解決各種領(lǐng)域內(nèi)存安全問(wèn)題的迫切需要?！?/p>

“我們支持Rust基金會(huì)的互操作計(jì)劃，因?yàn)榕cC++的更大互操作性將是Rust采用的關(guān)鍵，并使更多組織和社區(qū)從內(nèi)存安全系統(tǒng)中受益。”

1、C++內(nèi)存安全壓力空前

由于對(duì)安全性的擔(dān)憂(yōu)，C++ 作為流行的通用編程語(yǔ)言，不少企業(yè)認(rèn)為它已經(jīng)過(guò)時(shí)了。比如，內(nèi)存安全錯(cuò)誤是 Google 和 Microsoft 的大多數(shù)漏洞的根源，這導(dǎo)致了內(nèi)存安全 Rust 的普及和 使用C/C++ 的紅字警告。

谷歌工程、Android 安全和隱私副總裁 Dave Kleidermacher 在一份聲明中表示：“根據(jù)歷史漏洞密度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，Rust 已主動(dòng)阻止了數(shù)百個(gè)漏洞影響 Android 生態(tài)系統(tǒng)?！?“這項(xiàng)投資旨在擴(kuò)大 Rust 在平臺(tái)各個(gè)組件中的采用?！?/p>

由于 Microsoft Azure 首席技術(shù)官M(fèi)ark Russinovich等行業(yè)人士以及 CISA 總監(jiān)Jen Easterly等公共部門(mén)人士的認(rèn)可，更不用說(shuō) ISRG 的Prossimo等行業(yè)人士的努力，軟件開(kāi)發(fā)人員面臨著壓力，需要在合適的情況下考慮 Rust 和其他內(nèi)存安全語(yǔ)言。

去年12月，美國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全和基礎(chǔ)設(shè)施局（CISA）再次敦促：商業(yè)和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人應(yīng)準(zhǔn)備在軟件開(kāi)發(fā)中關(guān)注內(nèi)存安全，應(yīng)該摒棄C++,選擇Rust等內(nèi)容安全的語(yǔ)言。 

2、C++轉(zhuǎn)向Rust的最大障礙：互操作性

然而，鑒于 C++ 往往用于大型、性能密集型程序，例如現(xiàn)代游戲和操作系統(tǒng)，遷移到Rust，這絕非易事。

盡管 Rust 是這樣的更好的安全性和更高的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)力的“假定好處”，但無(wú)論是營(yíng)利性的，還是其他形式的軟件構(gòu)建組織，在人才、工具和代碼生成方面對(duì) C++ 進(jìn)行了大量投資，可能并不會(huì)那么急于轉(zhuǎn)向另一種（并且有些具有挑戰(zhàn)性的）語(yǔ)言來(lái)學(xué)習(xí)。

關(guān)于這一點(diǎn)，Rust 基金會(huì)執(zhí)行董事兼首席執(zhí)行官 Rebecca Rumbul 在一份聲明中坦承，“盡管Rust具有很多至關(guān)重要的優(yōu)勢(shì)，并且越來(lái)越受歡迎和得到采用，但即使是最先進(jìn)的技術(shù)組織也很難輕易轉(zhuǎn)向Rust并放棄現(xiàn)有代碼庫(kù)的架構(gòu)，很不現(xiàn)實(shí)。”

Bergstrom表示與 C++ 的互操作性是 Google 和其他組織更廣泛采用 Rust 的最大障礙之一。

“這是所有組織為了加強(qiáng) Rust 的實(shí)施而必須克服的最常見(jiàn)的障礙，”“許多現(xiàn)有的遺留代碼庫(kù)以及核心庫(kù)和服務(wù)要么是用 C++ 編寫(xiě)的，要么只有 C++、Java、Go 或 Python 中可用的 API。如今，在有后備 C API 的情況下集成 Rust 是可能的，但對(duì)于高性能和高保真互操作性，提高直接使用 C++ 代碼的能力是進(jìn)一步提高采用 Rust 能力的最大舉措。”

3、為了解決這一問(wèn)題，都在做哪些努力？

據(jù) MSPowerUser 報(bào)道，微軟最近組建了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，將更多 Rust 引入其 Office365 應(yīng)用程序底層。此外，微軟也宣布還要在 Windows 內(nèi)核中使用更多 Rust，理由是 C++ 持續(xù)存在的安全問(wèn)題。

同樣，Linux 負(fù)責(zé)人 Linus Torvalds對(duì)將Rust用于主要用 C 編寫(xiě)的Linux 的一些核心組件持開(kāi)放態(tài)度。Rust 支持甚至被寫(xiě)入 GNU C 編譯器 (GCC) 中。

4、為什么谷歌對(duì) Rust 如此感興趣？ 

就 Google 而言，該公司似乎對(duì)使用 Rust 實(shí)現(xiàn)內(nèi)存安全非常感興趣。C++的天然設(shè)計(jì)，會(huì)無(wú)意中導(dǎo)致程序員在內(nèi)存分配中犯錯(cuò)誤，為惡意行為者侵入這些程序提供了空間（當(dāng)然，C++語(yǔ)言本身也在思考如何解決這個(gè)問(wèn)題：C++之父做決定了：內(nèi)部自救?。?。

“雖然 Rust 可能并不適合所有產(chǎn)品應(yīng)用程序，但優(yōu)先考慮與 C++ 的無(wú)縫互操作性將加速更廣泛的社區(qū)采用，從而與提高內(nèi)存安全性的行業(yè)目標(biāo)保持一致，”谷歌 Android 平臺(tái)工具總監(jiān)Lars Bergstrom寫(xiě)道。

據(jù)該公司估計(jì)，Rust 的使用已經(jīng)使谷歌的Android OS移動(dòng)操作系統(tǒng)受益匪淺，它可以防止內(nèi)存較少的安全語(yǔ)言可能出現(xiàn)的數(shù)百個(gè)漏洞。

5、Rust 代碼應(yīng)該能夠輕松調(diào)用 C++ 函數(shù)

為了將 Rust 融入到以 C++ 為主的代碼庫(kù)中，您需要通過(guò)包裝器庫(kù)、直接工具和構(gòu)建系統(tǒng)支持以及對(duì)應(yīng)用程序二進(jìn)制接口 (ABI) 的修改，為用 Rust 編寫(xiě)的功能提供與現(xiàn)有 C++ 庫(kù)交互的簡(jiǎn)單方法。

許多工作已經(jīng)完成。軟件咨詢(xún)公司KDAB創(chuàng)建了一組 Rust crate，稱(chēng)為cxx-qt  is，這將有助于通過(guò)Qt跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)框架使用 C++ 的CMake構(gòu)建系統(tǒng)將 Rust 集成到 C++ 應(yīng)用程序中。

Google 本身已經(jīng)投資了Android 操作系統(tǒng)和 iChromium的互操作工具，包括autocxx、  bindgen、  cbindgen、  Diplomat和 crubit，

為了進(jìn)一步推動(dòng) Rust 的發(fā)展，Google 還匯總并發(fā)布了 對(duì)Google 項(xiàng)目中使用的 Rust 箱的審核。

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根據(jù) Google 的說(shuō)法，Rust 已經(jīng)可以通過(guò)現(xiàn)有的 C++ 綁定（例如 bindgen）使用許多 C++ 庫(kù)。

6、Rust 開(kāi)發(fā)者對(duì) C++ 感興趣

根據(jù) JetBrains 的《2023 年開(kāi)發(fā)者生態(tài)系統(tǒng)狀況》，11% 的 Rust 開(kāi)發(fā)者在使用 Rust 的同時(shí)使用 C++。

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事實(shí)上，23% 的 Rust 開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)將應(yīng)用程序從 C++ 遷移到 Rust，占所有從其他語(yǔ)言遷移應(yīng)用程序而不是從新手開(kāi)始的 Rust 開(kāi)發(fā)人員的 35%。

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7、下一步計(jì)劃 

隨著Rust基金會(huì)開(kāi)始制定其互操作計(jì)劃，Rust項(xiàng)目的許多成員已經(jīng)為Rust互操作性做出了有意義的貢獻(xiàn)，以及其他組織在這一領(lǐng)域所做的工作，如Rust Foundation Silver Member、KDAB與Qt的雙向Rust和C++綁定。

該倡議計(jì)劃由Rust 項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)委員會(huì)起草了工作提案范圍，并聽(tīng)取 Rust 項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)者和“相關(guān)”Rust 基金會(huì)成員組織及其董事會(huì)的意見(jiàn)。

當(dāng)然，計(jì)劃的完成少不了人員的支持。該計(jì)劃將希望聘請(qǐng)一些工程師來(lái)構(gòu)建更多集成點(diǎn)，并為現(xiàn)有項(xiàng)目提供資金以繼續(xù)進(jìn)行。值得注意的是，該項(xiàng)目甚至可能會(huì)研究使用人工智能來(lái)加快進(jìn)程。

具體而言，“建議可能包括雇傭一名或多名Interop Initiative工程師，并可能包括提供資源以擴(kuò)大現(xiàn)有的互操作性工作、構(gòu)建系統(tǒng)集成、使用人工智能進(jìn)行C++到Rust的轉(zhuǎn)換，或所有這些的某種組合?！?/p>

參考鏈接：

https://thenewstack.io/google-spends-1-million-to-make-rust-c-interoperable/

https://www.theregister.com/2023/12/07/memory_correction_five_eyes/

https://www.theregister.com/2024/02/05/google_rust_donation/