近年來，消費、醫療、農業、工業以及其他領域對物聯網（IoT）連接的需求不斷增長，產品開發咨詢公司42 Technology表示，制造商希望為最終用戶帶來與眾不同的產品，因此想利用物聯網連接來添加功能，或為基于服務的產品生成新的數據流。

IoT連接中的硬件包括電池供電的便攜式小型設備，其中很多都采用Arm Cortex-M系列嵌入式處理器，例如Nordic Semiconductor的nRF9160 SiP核心采用了M33處理器。

到目前為止，開發人員僅能夠使用C或C++語言對這類Cortex-M器件進行編程。現在42 Technology提出了第三種選擇，即Rust編程語言，為開發人員帶來許多有用的新功能。

充分利用資源

Rust編程語言必須在高性能和能有效使用資源的平臺和環境下使用，它還引入了一些功能來幫助開發人員提高效率并生成更安全的代碼。例如，Rust提供了稱為Cargo的軟件包管理器，就像Python的pip或Node的npm一樣，可以讓開發人員從中央存儲庫中提取開源軟件包，在其項目中輕松使用。

Rust的另一項獨特功能是“借閱檢查器”，它是編譯器的一部分。在編譯期間，該工具能夠檢查代碼，以確保兩段代碼不會同時訪問同一數據（這是未定義的行為）。換句話說，如果一個函數被調用了，開發人員需要指定這次調用是臨時（專有的或作為共享借入）“借入”該數值，或取得該數值的所有權。

這款語言具有安全性、高速度和高生產力。根據42 Technology報道，微軟、Dropbox、Facebook、谷歌、Cloudflare等公司都已成功將Rust語言應用于新項目，包括用于云基礎架構，谷歌還將其用于下一代移動操作系統Fuchsia中。

在Rust嵌入式工作組的大力推動下，Rust已經發展到“1.0”版本，可支持許多嵌入式平臺，越來越多的企業也利用同樣的技術優勢來支持小尺寸低功耗系統，例如Nordic的nRF52和nRF53系列短距無線SoC，以及nRF9160低功耗蜂窩物聯網SiP。

Rust的套接字

nRF9160開發人員可以直接或通過Zephyr使用Nordic Socket API，這個API嚴格遵循標準Berkeley套接字API（有如在Linux和Windows中使用）。但它也有一些缺點，例如套接字和套接字家族都使用“int”類型，如果開發人員將它們混淆，編譯器將不能工作。另外，開發人員必須記住在套接字中調用“nrf_close”，因為如果變量超出范圍，套接字將出現泄漏，從而在運行時難以調試。

為了使Rust開發人員能夠很好地利用這一功能強大且經過良好測試的程序庫，同時幫助他們避免意想不到的錯誤，42 Technology針對Nordic套接字庫開發了Rust包裝器。Rust包裝器使用高級別并且分類嚴謹的對象，例如“TcpSocket”和“AtSocket”，它們在超出范圍時會自動關閉，并允許開發人員發送格式化數據（圖1）。

圖1：針對Nordic套接字庫建立的Rust包裝器使用分類嚴謹的對象，例如“TcpSocket”和“AtSocket”，當它們超出范圍時會自動關閉，并允許開發人員發送格式化數據。

這種方法非常有效，42 Technology表示可以使用Cloudflare的新Rust語言QUIC庫進行開發，直接在nRF9160上運行世界上首個QUIC（即將發布的HTTP/3標準的一部分）示例。

Rust + Zephyr

Rust的另一個優點是可以與Zephyr RTOS混合使用。Rust庫可以編譯為標準的C靜態庫，從而與所有開發人員現有的C和C++項目關聯。某些項目甚至只需一次替換一個函數，就可以從C語言轉換為Rust語言。例如，使用SVG庫，其中的庫具有相同的API但在內部運行得更快、更安全。

Rust編程語言旨在提高性能、安全性和開發人員生產力，適合不同規模的項目——從超大規模云基礎設施到最小的Cortex-M微控制器。此外，由于它可以編譯為標準目標碼文件，因此開發人員可以充分利用其所有優點，同時仍然將其集成到現有的C和C++項目中。
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