Real world Rust - Why and how we use Rust in TiKV

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摘要

文档介绍了PingCAP公司选择使用Rust语言开发TiKV的原因和方法。Rust因其高性能、内存安全性和现代工具链被选为开发TiKV的语言，尽管学习成本较高。TiKV是一个高性能、稳定的分布式KV数据库，支持ACID跨行事务和MVCC无锁快照读，构建于Raft共识算法之上，不依赖分布式文件系统。文档还讨论了Rust与C的互操作性，Rust对C的调用没有开销，但C代码无法保证安全性。TiKV的设计需要处理分布式系统的复杂性，并与TiDB配合使用以支持SQL层的下推算子。

AI总结

# 《Real world Rust - Why and how we use Rust in TiKV》总结

## Rust 2017 Roadmap
- **优化学习曲线**：降低学习难度。
- **完善工具链和 IDE**：提升开发体验。
- **补全异步和并发编程工具包**：支持高性能后端服务开发。
- **常用包稳定性**：大多数包达到 1.0 版本。

## Rust 特点
- **优点**：更少代码实现更安全的程序，类似更现代的 C++。
- **缺点**：早期学习成本较高。
- **解决问题**：架构和范式为核心，语言替换不是银弹。

## TiKV 概述
- **定位**：高性能、稳定的分布式 KV 数据库。
- **设计需求**：
- **性能**：极低延迟，延迟稳定。
- **复杂性**：分布式系统逻辑复杂，涉及 Raft、Multi-Raft 和分布式测试框架。
- **交互**：与 C 模块大量交互。
- **资源**：5 人团队，目标半年内发布首个版本。

## 语言选型
- **候选语言**：Go、C++11、Rust。
- **选择理由**：
- **跨线程通信**：Channel 和 Arc+Mutex。
- **Rust 对 C 的调用**：无 overhead，但 C 调用 Rust 不保证安全。
- **场景特殊性**：配合 RocksDB 使用。

## 工具与技术
- **周边工具**：cargo、clippy、rustfmt、kcov、perf+flamegraph。
- **Sync 原语**：
- **Send 特性**：安全跨线程传递。
- **Sync 特性**：安全跨线程共享。
- **Rust 类型系统**：自动推导和编译检查，确保线程安全。

## TiKV 功能
- **核心特性**：
- 支持 ACID 和跨行事务。
- 支持 MVCC 无锁快照读。
- 基于 Raft 构建，无依赖分布式文件系统。
- 与 TiDB 配合，支持 SQL 层下推算子。

## 总结
- **Rust 优势**：高性能、内存安全、简洁代码。
- **TiKV 成功**：基于 Rust 构建的高性能分布式 KV 数据库，解决复杂分布式问题。