极速上手：Windows环境下Rust安装全攻略

1、Rust简介

Rust 是一种系统编程语言，由 Mozilla 研究院于 2010 年首次发布。它以安全性、并发性和高性能为核心设计目标，旨在提供类似于 C 和 C++ 的性能，同时避免这些语言中常见的内存安全问题（如空指针解引用、缓冲区溢出等）。Rust 通过其独特的所有权模型（Ownership Model）和借用检查器（Borrow Checker）在编译期强制执行内存安全，无需依赖垃圾回收机制。

Rust 的语法灵感来源于多种语言，包括 C++、Haskell 和 OCaml，具有现代化的开发体验，同时支持零成本抽象（Zero-Cost Abstractions），使得开发者可以在保持高性能的同时编写简洁易读的代码。

1.1、Rust能干什么？

Rust 的多功能性使其能够胜任多种任务，主要包括：

• 系统编程：开发操作系统内核、设备驱动程序、嵌入式系统等。
• Web 后端开发：构建高性能的 Web 服务器和 API 服务。
• 网络编程：实现低延迟、高吞吐量的网络应用。
• 数据处理与科学计算：处理大规模数据集或进行复杂的数学计算。
• 游戏开发：用于开发游戏引擎或其他高性能组件。
• 区块链开发：因其高效和安全的特性，广泛应用于智能合约和区块链框架。

  应用场景：

  • 系统软件开发：如操作系统、文件系统、虚拟机等。
  • 云计算与分布式系统：构建可靠的分布式服务和微服务架构。
  • 嵌入式开发：适用于资源受限的硬件环境。
  • 工具链开发：如编译器、调试器和其他开发工具。
  • WebAssembly：使用 Rust编写高效的前端逻辑。
  • 数据库：如 TiKV、Sled 等高性能数据库的实现。
  • 机器学习与人工智能：支持 TensorFlow 和 PyTorch 的扩展模块。

    1.2、Rust优缺点

    优点：

    • 内存安全：通过所有权模型和严格编译时检查，避免了常见的内存错误。
    • 高性能：接近 C/C++ 的运行效率，没有运行时开销。
    • 并发友好：内置的线程安全机制使得多线程编程更加简单可靠。
    • 现代化的工具链：Cargo（包管理器和构建工具）极大提升了开发体验。
    • 跨平台支持：支持多种操作系统和硬件架构。
    • 活跃的社区：拥有快速成长的开源生态系统。

      缺点：

      • 学习曲线陡峭：所有权和生命周期的概念对初学者来说较难掌握。
      • 编译时间较长：相比其他语言，Rust 的编译速度相对较慢。
      • 生态系统尚不完善：尽管增长迅速，但某些领域的库仍不如成熟语言丰富。

        1.3、哪些公司在使用Rust

        • Mozilla：用 Rust 开发了下一代浏览器引擎 Servo，以及 Firefox 浏览器的部分组件。
        • 微软(Microsoft)：在 Windows 操作系统的部分组件中引入 Rust，以提高安全性。使用 Rust 替代部分 C++代码，减少潜在的安全漏洞。
        • 亚马逊 (Amazon)：AWS Lambda 的新运行时 Firecracker 基于 Rust

          构建，用于轻量级虚拟机管理。使用 Rust 开发云基础设施相关服务。

        • 谷歌 (Google)：Fuchsia OS 部分模块使用 Rust实现。探索将 Rust 引入 Android 系统的关键组件。
        • Facebook / Meta：使用 Rust 开发 Libra（现为Diem）区块链项目。优化内部工具和服务。
        • Dropbox：核心文件同步引擎从 Python 迁移到 Rust，显著提升了性能。
        • Cloudflare：使用 Rust 构建高性能的边缘计算服务和防火墙规则引擎。
        • 华为：将 Rust 应用于嵌入式设备和通信协议栈开发。

          1.4、前景

          随着对软件安全性需求的不断增加，Rust 正逐渐成为系统编程领域的首选语言之一。尤其是在需要兼顾性能和安全性的场景下，Rust 展现出了巨大的潜力。无论是传统的系统开发还是新兴的区块链、AI 领域，Rust 都有广阔的应用前景。

          总结来说，Rust 是一种兼具现代特性和底层控制能力的语言，适合那些希望突破传统语言局限并追求极致性能与安全性的开发者。

          2、安装Rust

          Rust默认使用的是C语言环境，也就是Visual Studio，当我们直接点击rustup-init.exe文件进行安装时，Visual Studio会默认安装到我们的C盘，会占用大量的C盘空间。

          所以，我们需要采用轻量级的依赖包：mingw64。

          2.1、编译环境准备

          直接访问GitHub进行下载，访问不了的可以选择翻墙😁。地址如下：https://github.com/niXman/mingw-builds-binaries/releases。

          

          • x86_64表示压缩包适用于64位的x86处理器架构。
          • posix：适用于符合POSIX标准的操作系统，如Linux、UNIX等；win32：适用于Windows操作系统。
          • seh：压缩包使用结构化异常处理（Structured Exception Handling）来处理异常。
          • msvcrt：MSVCRT是Microsoft Visual C++编译器的旧版运行时库，用于支持在Windows系统上使用Visual C++编译的程序。它提供了许多标准C库函数和C++运行时函数的实现，用于支持程序的运行和调试。MSVCRT通常与早期的Visual C++版本（如Visual Studio 2010及更早版本）相关联。
          • ucrt：UCRT是自Windows 10起引入的新一代运行时库，旨在提供更好的兼容性和性能。UCRT是一个通用的C运行时库，用于支持使用C语言编译的程序，而不仅仅是限于Visual C++编译器。它提供了对标准C库函数的更新实现，并支持一些新的C标准（如C11标准）。UCRT与较新版本的Visual C++（如Visual Studio 2015及更新版本）相关联。

            综上所述，UCRT更新推荐开发使用，如果考虑兼容则用MSVCRT

            因为我的电脑是Windows10，所以下载的是：x86_64-14.2.0-release-win32-seh-ucrt-rt_v12-rev2.7z

            （1）解压

            将下载的x86_64-14.2.0-release-win32-seh-ucrt-rt_v12-rev2.7z解压到磁盘，尽量路径上不要存在中文字符。

            

            （2）配置环境变量

            在Path环境变量下新增一个环境项，指向压缩包中bin目录。

            

            （3）验证

            在CMD或者powerShell中输入命令gcc --version就可以查看是否配置成功。

            

            2.2、Rust环境准备

            在安装Rust时，Rust会将依赖包等信息默认放在C盘下的~/.cargo目录，这个目录会随着我们项目依赖的增多而变大，就像Java中的Maven一样，所以我们需要将它配置到其他磁盘。

            需要在环境变量中增加两个配置：CARGO_HOME、RUSTUP_HOME。

            两个变量的路径指向执行的文件位置：

            

            

            配置好上述的环境变量后，Rust在安装时就会把相应的文件放在指定位置而不放在C盘。

            

            2.3、Rust安装

            先从官网将安装包下载下来：https://rust.p2hp.com/

            

            下载下来后是一个rustup-init.exe可执行文件。

            （1）双击启动安装程序

            

            • 1）是要求必须安装C/C++的编译环境，默认是 visual studio安装器。
            • 2）是使用已经准备好的编译环境，我们已经配置好了mingw64，所以我们选择这个选择。

              （2）安装C++构建工具

              

              直接选择 Y。

              （3）自定义安装

              

              选择 2 自定义安装。

              （4）安装工具链

              Rust默认的工具链是：x86_64-pc-windows-msvc。但是使用这个会在开发中碰到一些问题，所以我们不使用这个。

              我们使用x86 64-pc-windows-gnu。

              

              （5）剩下的步骤都是直接回车，等待安装完成。

              

              看到上述步骤就是安装完毕。

              （6）验证

              在CMD或者PowerShell中使用rustup --version命令就可以查看Rust是否安装成功。

              

              通过rustc --version命令也可以查看Rust是否安装成功。

              

              2.4、修改Cargo镜像

              在CARGO_HOME指定的目录下创建一个config.toml的配置文件。

              

              文件内容如下：

              [source.crates-io]
              registry = "https://github.com/rust-lang/crates.io-index"
               
              # 具体使用的源
              replace-with = 'aliyun'
               
              ### 配置多个源地址
              # rsproxy
              [source.rsproxy]
              registry = "https://rsproxy.cn/crates.io-index"
              [source.rsproxy-sparse]
              registry = "sparse+https://rsproxy.cn/index"
              [registries.rsproxy]
              index = "https://rsproxy.cn/crates.io-index"
               
              # 阿里源
              [source.aliyun]
              registry = "sparse+https://mirrors.aliyun.com/crates.io-index/" 
               
              # 清华大学
              [source.tuna]
              registry = "https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/crates.io-index.git"
               
              # 中国科学技术大学
              [source.ustc]
              registry = "https://mirrors.ustc.edu.cn/crates.io-index/"
               
              # 上海交通大学
              [source.sjtu]
              registry = "https://mirrors.sjtug.sjtu.edu.cn/git/crates.io-index"
               
              # rustcc社区
              [source.rustcc]
              registry = "https://code.aliyun.com/rustcc/crates.io-index.git"
               
              [net]
              git-fetch-with-cli=true
              

              推荐两个Rust包的查询网站：

              1. https://crates.io/
              2. https://lib.rs/search