وراء كل مشروع بلوكشين يوجد برنامج مكتوب بشكل جيد وعملي. يستخدم كل مطور blockchain لغة برمجة معينة وفقًا لتفضيلاته أو نوع المشروع الذي يقوم بتطويره. في هذه المقالة، سنلقي نظرة على لغة برمجة Rust، وهي لغة برمجة شائعة تؤكد السرعة والأمان، من بين الميزات الرئيسية الأخرى.

ما هي لغة برمجة Rust؟

المصدر: الموقع الرسمي

Rust هي لغة برمجة كمبيوتر تم تطويرها بواسطة Mozilla في عام 2010. تم تطويره لإصلاح مشكلة الوصول غير الصالح للذاكرة التي واجهها المطورون أثناء استخدام C و C ++ لإنشاء تطبيقات عالية البرمجة. باستخدام Rust، يمكن للمبرمجين تصميم وكتابة برامج الكمبيوتر التي تسهل التكامل السلس لمكونات البرامج والأجهزة للكمبيوتر.

الغرض الرئيسي من Rust هو تحسين السلامة ومعدل المعالجة والتزامن والقدرة على تشغيل حسابات متعددة بشكل متوازٍ. يُستخدم Rust عمومًا لتطوير تطبيقات متقدمة مثل محركات الألعاب وأنظمة التشغيل والمتصفحات التي تتطلب قابلية التوسع.

تاريخ الصدأ

بدأ Rust من مشروع شخصي بدأه موظف أبحاث Mozilla Graydon Hoare في عام 2006. في عام 2019، قررت Mozilla، كجزء من تطويرها المستمر لمحرك متصفح تجريبي يسمى Servo، رعاية المشروع. تم إصدار النسخة الوظيفية الأولى من اللغة في عام 2010 وخضعت للعديد من التغييرات على مر السنين لتحقيق الشعبية الحالية.

ما الذي يجعل لغة برمجة Rust فريدة من نوعها

تم تجهيز Rust بميزات معينة تضمن نجاح اللغة. تسهل هذه الميزات على المستخدمين تطبيق هذه اللغة عند كتابة التعليمات البرمجية لمشاريع blockchain. تتضمن بعض هذه الميزات:

نظام الملكية

يستخدم Rust نظام ملكية صارم، مع التأكد من أن كل جزء من البيانات التي يتم إدخالها لها مالك واحد ويتم إلغاء تخصيصها تلقائيًا عندما لا تكون ذات قيمة. تضمن هذه الميزة التخلص من المصادر الشائعة للأخطاء، مثل إلغاء مرجع المؤشر الفارغ.

الاقتراض وأعمار الحياة

يفرض مدقق استعارة اللغة قواعد صارمة جدًا للمراجع غير القابلة للتغيير والقابلة للتغيير، مما يضمن عدم حدوث أخطاء البرمجة الشائعة. من ناحية أخرى، يساعد مفهوم مدى الحياة في إيقاف حدوث المراجع المعلقة. وهي تحقق ذلك من خلال فرض قواعد صارمة بشأن مدة بقاء المراجع صالحة.

مطابقة النمط

يمكن لـ Rust، بمساعدة آلية مطابقة الأنماط القوية، تسهيل التعليمات البرمجية الموجزة والتعبيرية المستخدمة للتعامل مع هياكل البيانات المختلفة وإدارة التدفق. تسمح هذه الميزة للمطورين بكتابة تعليمات برمجية موجزة ومعبرة تستخدم للتعامل مع الحالات المختلفة، مما يجعل الرموز أكثر قابلية للقراءة والصيانة.

الصفات والأدوية البديلة

يسمح نظام سمات Rust بإعادة استخدام الكود من خلال البرمجة العامة وتعدد الأشكال القائم على السمات. تتيح الأدوية البديلة المرونة في كتابة التعليمات البرمجية التي يمكن أن تعمل مع أنواع البيانات المختلفة، مما يعزز إعادة استخدام الكود والأداء العام.

التزامن

يعتمد نموذج التزامن الخاص بـ Rust على الملكية والسمات. يضمن النموذج رمزًا متزامنًا آمنًا وفعالًا بدون سباقات بيانات. يسمح هذا للمطورين بكتابة التعليمات البرمجية المتزامنة بشكل مؤكد، وتجنب المخاطر الشائعة التي تأتي مع البرمجة المتوازية.

مدير حزمة الشحن

يعمل مدير الحزم المدمج في اللغة، Cargo، على تبسيط إدارة التبعية والبناء والاختبار وإنشاء الوثائق.

النظام البيئي للصدأ

يتجاوز Rust مجرد مواصفات اللغة والمجمعين. إنه يؤكد على العديد من جوانب بناء وصيانة برامج إنتاج عالية الجودة. أيضًا، يتيح مثبت لغة برمجة Rust، rustup، للمستخدمين تثبيت العديد من سلاسل الأدوات المتزامنة بسهولة.

تم تجهيز منشآت Rust بـ Cargo، وهي أداة سطر أوامر تدير التبعيات، وتجري الاختبارات، وتنشئ الوثائق، وأكثر من ذلك بكثير. يستخدم النظام البيئي أيضًا موقعًا مجتمعيًا لمشاركة واكتشاف مكتبات Rust المسماة crates.io. سيتم تطوير وثائق أي مكتبة منشورة على هذا الموقع وإصدارها على docs.rs.

يتمتع Rust بمجتمع ترحيبي مفعم بالحيوية مع العديد من نقاط الالتقاء الرسمية وغير الرسمية للأشخاص للحصول على المساعدة، مثل الدردشات ومنتديات المستخدمين و Rust subreddit وأسئلة Stack overflow والأجوبة وغرف الدردشة. يحتوي النظام البيئي على مدونة سلوك يتم فرضها من قبل فريق الإشراف لضمان شعور المساحة بالترحيب والأمان.

المشاريع المبنية باستخدام الصدأ

لقد أثبتت Rust أنها لغة موثوقة تؤكد على سرعة وسلامة البرامج. تضمن ميزات اللغة أنها تحظى بشعبية بين المطورين، خاصة في صناعة التشفير. على هذا النحو، قام العديد من مطوري المشاريع بتطبيق اللغة أثناء بناء مشاريعهم، وبعضها يشمل:

بولكادوت

Polkadot عبارة عن منصة بلوكشين تتيح إمكانية التشغيل البيني بين العديد من سلاسل الكتل. وهي تستفيد من Substrate، وهو إطار قائم على Rust يُستخدم لبناء سلاسل الكتل، مما يفسح المجال لتطبيق بلوكتشين أكثر قابلية للتطوير والتخصيص.

سولانا

Solana عبارة عن منصة بلوكشين تستخدم Rust لبناء برنامج العقدة الخاص بها. وهي تستخدم آلية إجماع إثبات التاريخ (PoH)، والتي تسمح بإنتاجية عالية للمعاملات وزمن انتقال منخفض.

إلروند

Elrond هو مشروع آخر يستخدم Rust لتطوير برنامج العقدة الخاص به. وهي تستخدم آلية إجماع فريدة تسمى Adaptive State Sharding، والتي تسهل الإنتاجية العالية للمعاملات، والكمون المنخفض، وتحافظ على مستويات الأمان العالية.

بروتوكول نير

بروتوكول NEAR هو تطبيق لامركزي (dApp) يطبق Rust لبناء وقت التشغيل والعقود الذكية. إنه قابل للتطوير وآمن وصديق للمطورين. تركز المنصة على تمكين إنشاء تطبيقات dApps أخرى للتبني الجماعي.

تطبيقات الصدأ وحالات الاستخدام

تحتوي لغة برمجة Rust على عدد كبير من الاستخدامات، من تطوير الألعاب إلى تطوير الويب. تستفيد حالات الاستخدام هذه من سرعة Rust وبساطته وسلامته لإنشاء برامج آمنة وتعمل بسلاسة. فيما يلي بعض الطرق التي يطبق بها المستخدمون لغة برمجة Rust:

تطوير الويب

يشتهر Rust بأدائه وسلامته، ولهذا السبب يستخدمه العديد من المطورين لتطوير الويب. تم تصميم لغة Rust لتكون خالية من الأخطاء وقادرة على تحقيق وقت تشغيل أفضل وزمن انتقال أقل. يستخدم المطورون أيضًا اللغة نظرًا لأنها لا تعتمد على أدوات جمع البيانات المهملة، وهي أداة لإدارة الذاكرة تؤثر على وقت الأداء. على الرغم من أنه ليس اسمًا مألوفًا لتطوير الويب، إلا أنه أصبح ببطء شائعًا مثل JavaScript و Python.

برمجة الشبكة

يعد Rust مثاليًا لبرمجة الشبكة نظرًا لميزات أمان الذاكرة والتزامن. يوفر Rust للمطورين الذين يعملون في تطبيقات الشبكة أفضل ما في السرعة والأمان. تم تجهيز اللغة بمكتبة برامج Tokio، التي تحتوي على مجموعة من الأدوات التي يمكن للمطورين استخدامها لإنشاء تطبيقات شبكة آمنة وفعالة وقابلة للتطوير. يمكن أيضًا استخدام Rust للشبكات غير المتزامنة، وتطوير عميل HTTP والخادم، وتطوير بروتوكول الشبكة.

الواجهة الخلفية لعلوم البيانات

استخدام رئيسي آخر للغة برمجة Rust هو بناء أنظمة خلفية لعلوم البيانات. إن أمان Rust وسرعة أدائه تجعله مناسبًا لإنشاء أدوات تحليل بيانات آمنة وسريعة. سيتمكن المطورون الذين يطبقون Rust لعلوم البيانات من تنفيذ خوارزميات الأداء الحرجة، وبناء خطوط أنابيب معالجة البيانات، وتطوير أدوات تصور البيانات المستندة إلى الويب مع نتائج رائعة.

تطوير الألعاب

تعد C # و C ++ حاليًا أكثر لغات البرمجة شيوعًا المستخدمة للألعاب، لكن Rust يتسلق الترتيب ببطء بفضل وقت التشغيل السريع والكفاءة، مما يجعله مناسبًا لبناء الألعاب عبر محركات الألعاب مثل Piston و Amethyst Engine. يمكن استخدام Rust في تطوير الألعاب بعدة طرق، مثل بناء محركات الألعاب، وتنفيذ منطق اللعبة، والتطوير عبر الأنظمة الأساسية.

برمجة النظام

أصبحت اللغة خيارًا شائعًا في تطوير أنظمة التشغيل نظرًا لمستوى أمان الذاكرة المثير للإعجاب، وبالتالي فقد حظيت باهتمام العديد من المطورين. يستخدمها مبرمجو النظام الذين أعجبوا بالتوافق مع الإصدارات السابقة للغة ووقت التشغيل السريع منها لمحاربة الهجمات الإلكترونية التي أصبحت أكثر انتشارًا.

راست مقابل. صلابة

تعد Rust and Solidity من أكثر لغات برمجة العقود الذكية شيوعًا في مساحة التشفير والويب 3. كلاهما مفيد للمبرمجين الذين يرغبون في الدخول في تطوير العقود الذكية.

Solidity هي لغة برمجة تركز على الكائنات وعالية المستوى ومكتوبة بشكل ثابت وتنفذ العقود الذكية على منصة Ethereum. اللغة قادرة على اكتشاف الأخطاء التي تم العثور عليها أثناء التجميع، مما يجعلها موثوقة. قام كريستيان ريتويسنر وفريق من مطوري إيثريوم للعقود الذكية على بلوكتشين إيثريوم بإنشائه.

تشترك Rust and Solidity في بعض أوجه التشابه، ولكن الاختلاف الرئيسي هو أن Rust لا يقتصر فقط على صناعة التشفير مثل Solidity. كما أنها تُحدث ضجة في عالم المال.

أوجه التشابه بين الصدأ والصلابة

عند مقارنة هاتين اللغتين الرائجتين للبرمجة، من الواضح أنهما يشتركان في خصائص معينة بينما يختلفان على مستويات مختلفة. تتضمن بعض أوجه التشابه هذه:

• التوافق متعدد السلاسل: تم تصميم Solidity خصيصًا لإيثريوم؛ ومع ذلك، فإنه يدعم أيضًا العديد من السلاسل الجانبية، وسلاسل الكتل من الطبقة الثانية، وسلاسل الكتل المعيارية، ومنصات العقود الذكية ذات الطبقة الأولى المتوافقة مع Ethereum Virtual Machine (EVM).
• Turing-Complete: تعد لغات Turing-Complete نوعًا من اللغات التي يمكنها حل أي مشكلة حسابية، بغض النظر عن مدى تعقيدها أو صعوبتها. هذه الميزة تجعل كلتا اللغتين مناسبة لتنفيذ منطق العقد الذكي.

الاختلافات بين الصدأ والصلابة

تمتلك هاتان اللغتان الرائعتان من لغات البرمجة صفات متشابهة ولكنها ليست هي نفسها؛ ومع ذلك، فيما يلي بعض الأشياء التي تميز اللغتين.

• مستوى اللغة: Solidity هي لغة عالية المستوى، مما يعني أنها تسمح للمطورين ببناء البرامج بطريقة أبسط بكثير وسهلة الاستخدام. تتميز Solidity بدرجة عالية من التجريد من تفاصيل الكمبيوتر، مما يجعل اللغة أسهل في التعلم والاستخدام. من ناحية أخرى، فإن لغة Rust هي لغة منخفضة المستوى وهي عكس الصلابة تمامًا. لا توفر اللغات منخفضة المستوى أي تجريد تقريبًا من بنية الكمبيوتر، مما يجعلها مشابهة لتعليمات المعالج من الناحية الهيكلية.
• نماذج البرمجة: تشير نماذج البرمجة إلى التقنيات والأساليب المطبقة لحل مشكلة حسابية. نهج Solidity موجه نحو الكائن. هذا يعني أنها تنفذ الكائنات والإجراءات ذات الصلة في سياق البرمجة لبناء برامج برمجية. الصدأ، من ناحية أخرى، متعدد النماذج، مما يعني أنه يستخدم نماذج مختلفة لحل المشكلات الحسابية. يمكن أن تدعم بشكل أساسي الأساليب الموجهة نحو الكائن والضرورية والوظيفية وغيرها الكثير.

أفضل الموارد لتعلم لغة برمجة Rust

إذا كنت ترغب في الحصول على تجربة عميقة مع Rust، فهناك بعض المجتمعات والمنتديات عبر الإنترنت حيث يمكنك الاتصال والتعلم من مطوري Rust الآخرين. للبدء في تعلم لغة برمجة Rust، إليك بعض الموارد التي تساعد.

مستندات Rust الرسمية

تقدم وثائق Rust الرسمية ثلاثة موارد مختلفة لتعلم لغة Rust. أول ما جاء في القائمة هو The Rust Programming Language، المعروف أيضًا باسم «الكتاب»، والذي يقدم نظرة عامة شاملة عن Rust، مما يقود المستخدمين الجدد من خلال العديد من المشاريع لمساعدتهم على فهم اللغة بشكل كامل.

المورد الثاني هو دورة Rustlings ، والتي تساعد المستخدمين على إعداد سلسلة أدوات Rust وتعرفهم على أساسيات بناء جملة Rust في بيئة سطر الأوامر العملية. أخيرًا، بالنسبة للمستخدمين الذين يفضلون نهجًا أكثر تركيزًا على التعليمات البرمجية، يحتوي المستند على Rust على سبيل المثال. يمثل هذا مجموعة من نماذج التعليمات البرمجية مع تمارين عملية مختلفة لمساعدة المستخدمين في الحصول على تجربة عملية حول كيفية استخدام اللغة.

معسكر كود مجاني

تعد دورة FreeCodeCamp حول لغة برمجة Rust مصدرًا جيدًا لأولئك الذين يرغبون في تعلم اللغة. باستخدام Replit، ستعمل بالكامل على المتصفح الذي تختاره باستخدام بيئة برمجة تفاعلية. يوفر FrrecodeCamp أيضًا نسخة فيديو من الدورة التدريبية على قناة YouTube.

لتعزيز مهاراتك في Rust بشكل أكبر، توجه الدورة التدريبية المستخدمين من خلال إنشاء مشروعين: حاسبة سطر الأوامر وأداة تجمع بين وحدات البكسل في صورتين.

التثقيفية

تقدم دورة Educative المسماة «Learn Rust from Scratch» للمستخدمين نهجًا عمليًا أكثر لإتقان لغة البرمجة. يبدأ البرنامج ببرنامج «Hello world» الأساسي ويقدم ببطء مفاهيم أكثر تقدمًا مثل المصفوفات والسلاسل والمتجهات والتعدادات والهياكل والسمات والأدوية العامة والوظائف والمنطق. وتتقدم لاحقًا إلى موضوعات معقدة مثل إدارة العمر والذاكرة.

بمجرد أن يمر المستخدم بالأساسيات والمواد المتقدمة، سيكون لديه أساس متين في أساسيات Rust وسيكون جاهزًا لمعالجة المفاهيم الأكثر صعوبة، مما يجعله أكثر ثقة في تطوير مشاريع Rust.

الاستنتاج

يستخدم المطورون المختلفون لغات مختلفة وفقًا للمشروع الذي يرغبون في بنائه أو بناءً على التفضيل. وبغض النظر عن ذلك، فقد أثبتت روست أنها لغة موثوقة، وتستمر في النمو باعتبارها بلوكتشين. في المستقبل، سنرى اللغة المستخدمة بعدة طرق والعديد من المشاريع الأخرى.