Superiority of Rust - Speaker Deck

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実務から見たRustの優位性  Powered by DMM Blockchain Labs 1

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自己紹介 - About me  @ DMM.com Shinohara Wataru ・DMM.com Blockchain Engineer ・I really love Roller Coasters. @shinanonozenji_ 2

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書籍紹介 - Publishing  @ DMM.com 3

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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高速性  11

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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

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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

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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

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JVM(Java Virtual Machine)のGC - GC in JVM  @ DMM.com ● Serial GC ● Parallel GC ● Concurrent Mark and Sweep GC ● G1GC ● Full GC 15

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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

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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

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安全性  18

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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

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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

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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

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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

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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

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（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

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メモリ安全 - Memory-safe  @ DMM.com ● 所有権 ● 参照 ● ライフタイム 25

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所有権 - Ownership  @ DMM.com ● 値の所有権は移動していく 26

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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使いにくいのでは  35

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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

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生産性と柔軟性  37

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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列挙型をパターンマッチ - Pattern match  @ DMM.com 45

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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

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BitcoinとEthereumはCryptoの振る舞いをする  @ DMM.com 47

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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

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並行性  49

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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

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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

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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

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補足  53

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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Thank you for the attention.  Powered by DMM Blockchain Labs 60