子曰：工欲善其事，必先利其器。居是邦也，事其大夫之贤者，友其士之仁者。

本章是《探幽 Rust 语言》系列文章的开篇之文，主要包括 Rust 语言简介、环境安装及相关配置的内容。重点是搭建开发环境，开发环境是修练 Rust 大法的练兵场和屠龙宝刀。

Rust 简介

Rust 语言最初由 Graydon Hoare 在 Mozilla Research 开发，自 2006 年起得到 Mozilla 的支持。Rust 第一个有版本号的 Rust 编译器是 2012 年 1 月发布的，2015 年 5 月 15 日发布了第一个稳定版本 1.0 版。其设计目标是成为 C++ 的替代品，旨在解决 C/C++ 语言安全性和并发性的问题。与Golang一样，被称为是21世纪的C语言，不过究竟谁才是 C语言 真正的替代者，我们只能拭目以待 ^-^ ！

Rust 特点

能想到的用于描述 Rust 特点的关键字，大致有静态强类型、极其强大的编译器、零成本抽象、无垃圾回收器（GC）、零运行时（或者说运行时很小）等等，其中的具体意思后续的文章中会有专门的介绍。Rust 同时支持包括函数式、过程式、面向对象在内的多种编程范式。总之，它一种相当优秀的现代编程语言。

让我们来看看 Rust 官方的介绍（<https://www.rust-lang.org/zh-CN/）

其主要的特点有：

1. 高性能：Rust 速度惊人且内存利用率极高。由于没有运行时和垃圾回收，它能够胜任对性能要求特别高的服务，可以在嵌入式设备上运行，还能轻松和其他语言集成。。
2. 可靠性：Rust 丰富的类型系统和所有权模型保证了内存安全和线程安全，让您在编译期就能够消除各种各样的错误。
3. 生产力：Rust 拥有出色的文档、友好的编译器和清晰的错误提示信息，还集成了一流的工具 —— 包管理器和构建工具，智能地自动补全和类型检验的多编辑器支持，以及自动格式化代码等等。

Rust 的使用场景

1. 传统命令行程序：Rust 编译器可以直接生成目标可执行程序，不需要任何解释程序。
2. Web 应用：Rust 可以被编译成 WebAssembly，WebAssembly 是一种 JavaScript 的高效替代品。
3. 网络服务器：Rust 用极低的资源消耗做到安全高效，且具备很强的大规模并发处理能力，十分适合开发普通或极端的服务器程序。
4. 嵌入式开发：Rust 同时具有 JavaScript 一般的高效开发语法和 C 语言的执行效率，支持底层平台的开发。
5. 系统编程：如操作系统、文件系统、游戏引擎和浏览器的组件。
6. 跨平台应用：能够编写一次代码，运行在多种操作系统和平台上。

安装 Rust 开发环境

本文仅介绍类unix操作系统的安装，Windows等其他操作系统请参照其他相关文档。

具体的安装过程参考官方的文档：https://www.rust-lang.org/zh-CN/tools/install

Rust 中的版本

Rust 有三类版本：稳定版 (stable)、公测版 (beta) 和 nightly 版，分别对应的是 stable 分支、beta 分支和 master 分支。

1. 稳定版（stable）：对于大多数 Rust 开发者而言，最新的稳定版 (stable) 是最好和最明智的选择
2. Beta 版 contributor：或是想提前尝鲜下一个稳定版新特性的开发人员，可以临时使用 beta 版本；
3. Nightly 版：主要针对的也是 contributor，或是想临时尝鲜最新不稳定功能特性的开发人员。

使用 rustup 安装最新 stable 版本

Rust 提供了统一的安装、管理、升级、卸载工具 —— rustup。其安装命令：

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

执行上面的命令，需要先安装好curl，它会从https://sh.rustup.rs下载rustup-init.sh脚本文件，并在命令终端中执行里面的命令。如果一切顺利，最后会终端上打印出类似如下的信息：

Rust is installed now. Great!

To get started you may need to restart your current shell.
This would reload your PATH environment variable to include
Cargo's bin directory ($HOME/.cargo/bin).

To configure your current shell, you need to source
the corresponding env file under $HOME/.cargo.

This is usually done by running one of the following (note the leading DOT):
. "$HOME/.cargo/env"            # For sh/bash/zsh/ash/dash/pdksh
source "$HOME/.cargo/env.fish"  # For fish

参照上面的提示，根据系统的 shell 类型，配置 shell 的环境变量。比如：

$. "$HOME/.cargo/env"

执行完上面的命令后，查看一下安装的 rustup 版本：

$ rustup --version
rustup 1.27.0 (bbb9276d2 2024-03-08)
info: This is the version for the rustup toolchain manager, not the rustc compiler.
info: The currently active `rustc` version is `rustc 1.78.0 (9b00956e5 2024-04-29)`

恭喜你！至此，我们已经把 rust 最新的 stable（即 1.78.0）版本安装好了。

还可以执行下面命令，查看 rust 究竟安装在哪个目录下。

$ which rustup
/Users/someone/.cargo/bin/rustup

安装与使用指定版本

1. 安装 shell $ rustup install 1.76.0
2. 使用 shell $ rustc +1.76.0 -V rustc 1.76.0 (07dca489a 2024-02-04) $ cargo +1.76.0 --version cargo 1.76.0 (c84b36747 2024-01-18) $ cargo +1.66.0 --version error: toolchain '1.66.0-x86_64-apple-darwin' is not installed
   

查看已经安装的 rust 工具链

$ rustup show

Default host: x86_64-apple-darwin
rustup home:  /Users/someone/.rustup

installed toolchains
--------------------

stable-x86_64-apple-darwin (default)
nightly-2021-03-11-x86_64-apple-darwin
nightly-2021-10-21-x86_64-apple-darwin
nightly-2022-03-14-x86_64-apple-darwin
nightly-2022-07-11-x86_64-apple-darwin
nightly-2023-04-25-x86_64-apple-darwin
nightly-2024-02-04-x86_64-apple-darwin
nightly-x86_64-apple-darwin
1.76.0-x86_64-apple-darwin
solana

安装后的几个相关目录解析

有两个目录需要关注，一个是 $HOME/.cargo(安装成功后会把.cargo/bin 加入到了 PATH 环境变量中)，另一个是$HOME/.rustup。

1. $HOME/.cargo目录：

tree -F -L 2 .cargo
.cargo
├── bin/
│   ├── anchor*
│   ├── avm*
│   ├── bindgen*
│   ├── cargo*
│   ├── cargo-add*
│   ├── cargo-clippy*
│   ├── cargo-contract*
│   ├── cargo-dylint*
│   ├── cargo-fmt*
│   ├── cargo-miri*
│   ├── cargo-remote*
│   ├── cargo-rm*
│   ├── cargo-set-version*
│   ├── cargo-upgrade*
│   ├── clippy-driver*
│   ├── dylint-link*
│   ├── grcov*
│   ├── kickstart*
│   ├── mdbook*
│   ├── mini-redis-cli*
│   ├── mini-redis-server*
│   ├── rls*
│   ├── rust-analyzer*
│   ├── rust-gdb*
│   ├── rust-gdbgui*
│   ├── rust-lldb*
│   ├── rustc*
│   ├── rustdoc*
│   ├── rustfmt*
│   └── rustup*
├── config
├── credentials
├── env
├── git/
│   ├── CACHEDIR.TAG
│   ├── checkouts/
│   └── db/
└── registry/
    ├── CACHEDIR.TAG
    ├── cache/
    ├── index/
    └── src/

bin 目录下存放了 rust 开发中常用的 cli，比如 cargo、rustc、rustdoc、rustup 等。

1. $HOME/.rustup目录

tree -F -L 2 .rustup
.rustup
├── downloads/
├── settings.toml
├── tmp/
├── toolchains/
│   ├── 1.76.0-x86_64-apple-darwin/
│   ├── nightly-2021-03-11-x86_64-apple-darwin/
│   ├── nightly-2021-10-21-x86_64-apple-darwin/
│   ├── nightly-2022-03-14-x86_64-apple-darwin/
│   ├── nightly-2022-07-11-x86_64-apple-darwin/
│   ├── nightly-2023-04-25-x86_64-apple-darwin/
│   ├── nightly-2024-02-04-x86_64-apple-darwin/
│   ├── nightly-x86_64-apple-darwin/
│   ├── solana -> /Users/someone/solana-release/bin/sdk/sbf/dependencies/platform-tools/rust
│   └── stable-x86_64-apple-darwin/
└── update-hashes/
    ├── 1.76.0-x86_64-apple-darwin
    ├── nightly-2021-03-11-x86_64-apple-darwin
    ├── nightly-2021-10-21-x86_64-apple-darwin
    ├── nightly-2022-03-14-x86_64-apple-darwin
    ├── nightly-2022-07-11-x86_64-apple-darwin
    ├── nightly-2023-04-25-x86_64-apple-darwin
    ├── nightly-2024-02-04-x86_64-apple-darwin
    ├── nightly-x86_64-apple-darwin
    └── stable-x86_64-apple-darwin

setting.toml是 rust 的配置文件，其内容如下：

$ cat .rustup/settings.toml
default_host_triple = "x86_64-apple-darwin"
default_toolchain = "stable-x86_64-apple-darwin"
profile = "default"
version = "12"

[overrides]
"/Users/someone/Desktop/Demo" = "nightly-x86_64-apple-darwin"
"/Users/someone/deeper-chain" = "nightly-2021-10-21-x86_64-apple-darwin"

• 上面的default_toolchain，指示了当前默认使用的工具链版本stable-x86_64-apple-darwin，即目标机器为 apple，处理器架构为 x86，rust 的版本为 stable。
• 上面的[overrides]，是对具体的项目的版本进行定制化重写。比如对位于/Users/someone/Desktop/Demo的项目而言，其目标机器为 apple，处理器架构为 x86，rust 的版本为 nightly。

toolchains目录，它下面存放了安装到本地的所有版本的 toolchain。

使用特定版本构建项目

使用 rustup override

构建项目时所用的版本，是由.rustup/settings.toml中的default_toolchain指定的，通常情况下都是最新的 stable 版本。对于要使用特定版本进行构建的 rust 项目，我们可以通过rustup override来指定版本号。下面是一个例子：

$ cargo new hello #用cargo创建一个项目，项目名称为hello
$ rustc -V #查看rustc的版本，当前最新的版本为 1.78.0
rustc 1.78.0 (9b00956e5 2024-04-29)

$ cd hello
$ rustup override set 1.76.0 #指定当前项目的rust版本为1.76.0
info: override toolchain for '/Users/someone/Desktop/rust_study/hello' set to '1.76.0-x86_64-apple-darwin'

我们用 cargo 创建了一个新的 hello 项目，并该项目下，指定其使用 1.76.0 版本进行构建。 现在，在该项目下执行 rustc 查看版本：

$ rustc -V
rustc 1.76.0 (07dca489a 2024-02-04)

再跳到项目之外的目录，再次查看 rustc 版本：

$ cd ~
$ rustc -V
rustc 1.78.0 (9b00956e5 2024-04-29)

rustc override 的原理其实是在 $HOME/.rustup/settings.toml文件中添加了一些内容：

cat .rustup/settings.toml
default_host_triple = "x86_64-apple-darwin"
default_toolchain = "stable-x86_64-apple-darwin"
profile = "default"
version = "12"

[overrides]
"/Users/someone/Desktop/Demo" = "nightly-x86_64-apple-darwin"
"/Users/someone/Desktop/rust_study/hello" = "1.76.0-x86_64-apple-darwin"
"/Users/someone/deeper-chain" = "nightly-2021-10-21-x86_64-apple-darwin"

如上所示，在 [overrides] 的第二行，新增了一条规则，指定 hello 项目的构建工具链版本为特定版本。 可以使用rustup override unset取消重载效果：

$ rustup override unset

使用 rust-toolchain.toml 方件

使用上面的rustup override set命令指定工具链的版本，致使项目的配置信息与.rustup/settings.toml紧耦合在一起，不利于通过 git 进行协同合作。Rust 提供了另一种方法，即在项目根目录下放置一个名为rust-toolchain.toml配置文件，其大致内容如下：

[toolchain]
channel = "1.76.0"

取消掉之前的设置：

$ rustup override unset # 在项目的目录下执行

然后rust-toolchain.toml就生效了：

$ rustc -V #在hello项目的目录下执行
rustc 1.76.0 (07dca489a 2024-02-04)

可见，工具链的 override 存在着优先级，Rust 规定版本 override 的优先级顺序由高到低依次是：

1. plus 语法：rustc +1.76.0 -V
2. RUSTUP_TOOLCHAIN 环境变量 (default: none)
3. rustup override set 命令
4. rust-toolchain.toml
5. 默认toolchain

几个常用命令

与搭建开发环境相关的几个常用命令，作为总结列出如下：

更新

rustup update
rustup update stable #stable可替换为你想要的版本

安装指定版本

rustup install seme_ver

卸载

rustup self uninstall

版本间切换

rustup default stable 
rustup default nightly
rustup default beta #如果没有安装，切换的时候为安装

加速 cargo

cargo 是 Rust 的重要工具，其中的作用之一就是包管理（类似于 Golang 中的 go mod，Java 中的 Maven），在开发 rust 程序时，默认会从 crates.io 仓库中下载程序所依赖的包（crate)。由于众所周知的原因，速度可能会很慢。业界一种通常做法，是把 cargo 源配置为国内的镜像。以下是在类 unix 系统中的配置方法。

1. 进入$HOME/.cargo目录 shell $ cd $HOME/.cargo
2. 创建config shell $ touch config #如果没有该文件
3. 把如下所示的内容复制到config中

[source.crates-io]
registry = "https://github.com/rust-lang/crates.io-index"

replace-with = 'ustc' #根据需要替换你想要的镜像，比如：tuna、rustcc 等

# 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/"

# 清华大学
[source.tuna]
registry = "https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/crates.io-index.git"

# 阿里云rustcc社区
[source.rustcc]
registry = "https://code.aliyun.com/rustcc/crates.io-index.git"

# 字节跳动
[source.rsproxy]
registry = "https://rsproxy.cn/crates.io-index.git"

Rust 在线练兵场

如果你不想在本地安装开发环境，Rust 官方提供了一个在线练兵场以供你学习或体验。这个练兵场就是：Rust Playground

在这个 Playground 中，你可以选择 Rust 的版本（stable、beta、nightly）、编译模式（debug、release）、Rust 的版本；可以选择执行一些工具，比如 rustfmt；可以选择执行的命令：Run、Build、Test、MIR 等。

编辑器与 IDE

这一块没有具体的要求，可选择的范围也比较多。当前大致可选择的有：Vscode、Sublime Text、Rustrover、Eclipse、Clion、Vim等。

具体选择哪一款，看自己的喜好。相关的配置，可自行参照对应产品的文档。 官方提供的链接：用于开发 Rust 的 IDE

总结

本文分别就Rust简介、Rust开发环境的搭建、使用特定版本构建项目、加速cargo的配置等内容进行了系统的介绍，阅读完并按照本文的步骤操作下来，应能在本地成功地搭建好 Rust 开发环境。

至此，我们有了修练 Rust 大法屠龙宝刀。只是，这把刀尚徒有其名。通往 Rust 殿堂的路，已在脚下。等待你的，有如狐如妖的诱惑，有剪不断理还乱的情愁，也有本来无一物,何处惹尘埃的通透与惬意。既然选择了，就不要轻言放弃。千磨万击还坚韧，任尔东南西北风。出发吧，少年！