【2023年最新】Rustの言語特徴とおすすめフレームワーク6選を徹底解説！

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Rustのフリーランス・副業案件

Rustとは？

Rustは、「効率的で信頼できるソフトウェアを誰もがつくれる言語」として作られた言語です。

Rustは、C++などのプログラミング言語の代替品として、信頼性、パフォーマンス、生産性(並列処理)に優れた言語として開発されました。

C++と同様に、直接メモリを扱うことができますが、C++と比較して安全性が高いことが特徴です。

Rustは、コンパイル時にメモリ安全性を保証するための静的なチェックを行い、実行時のエラーを最小限に抑えることができます。

また、他のプログラミング言語と比較して、パフォーマンスに優れた言語です。

そのため、世界中の多くの企業がRustを採用し、高速で低リソースのシステムを提供しています。

その証拠に、世界中の数百という企業がRustを採用し、高速で低リソースのクラスプラットフォームソリューションを実現しています。

Rustが採用されているソフトウェアの一例を挙げます。

• FireFox
• Dropbox
• Cloudflare

スタートアップ企業から大企業、組み込み機器からスケーラブルなWebサービスに至るまで、Rustは活用されている言語といえます。

Rustのメリット

前述したとおり、Rustは多くの企業に採用されています。

日本でもシェアが高まっている言語であるため、プログラマーに関心度の高い言語といえます。

ここでは、Rustのメリットを3つ紹介します。

高い安全性

Rustは、安全性に重点を置いて設計されたプログラミング言語です。

コンパイラで厳密なチェックを行っているため、メモリ安全性やスレッド安全性、データ競合の防止などが可能です。

また、バッファオーバーランやNullポインタ参照など、危険なエラーをコンパイル時に検出することができます。

そのため、ランタイムやガベージコレクション、クラッシュやセキュリティ上の脆弱性の発生を回避することが可能になります。

実行速度の速さ

Rustは、非常に高速でメモリ効率とメモリ安全性を確保しながら、パフォーマンス重視のサービスが可能です。

Rustのコンパイラは、プログラムの最適化を行うことで高速な実行が可能になります。、

また、他のプログラミング言語と同様に、メモリの手動管理をサポートしているため、プログラマーがメモリの使用方法を制御することができます。そのため、無駄なメモリアクセスを減らし、高速な処理が可能です。

安全に並列処理が可能

Rustは、安全に並列処理が可能な言語としても知られています。なぜならば、スレッドや非同期処理などの並列処理を安全に実行するための機能を提供しているからです。

Rustは、マルチスレッドプログラミングのデータ競合やデッドロックなどの問題を検出するための仕組みを提供しています。

また、Rustの並列処理ライブラリは、スレッド間でデータを効率的に共有することができるため、高速な処理を実現できます。

Rustのデメリット

Rustの3つのデメリットを紹介します。

学習コストが高い

Rustは、CやC++よりも高水準な言語であるため、学習コストが高いといわれています。

所有権モデルや借用チェッカーなど、独自の概念を持っているため、これらを理解しなければなりません。そのため、他の言語で培った知識でのカバーが難しいため、専用書籍などで学ぶ必要があります。

生産性の低さ

Rustのコードは他の言語と比較して冗長であり、開発に時間がかかることがあります。

Rust特有の所有権モデルにより、メモリ管理が厳密に制御される特徴があります。そのため、コードを書く際には所有権に関するルールを意識しなければなりません。

用途が限定的

Rustは、プログラミング言語の中でもCPUやメモリに近いものであるため、システムプログラム言語に分類されます。

コンピュータやハードウェアの操作、制御のために設計されているため、画面などのユーザインターフェースを得意としていないといわれています。

そのため、アルゴリズムはRustで実装しても、ユーザーインターフェースは別のプログラミング言語で開発するなどの切り分けが必要になることがあります。

Rust習得の難易度

Rustは、他のプログラミング言語とは異なる独自の概念や仕組みを持っているため、初学者のプログラマーにとっては習得が難しいです。

しかし、Rustの文法は、C++やJava、Pythonなどのプログラミング言語に似ているという特徴があります。そのため、前述した言語の使用経験があるプログラマーにとっては比較的習得しやすいといわれています。

Rustには所有権と借用の概念があり、これは初学者にとって難しいかもしれませんが、Rustの所有権モデルによりメモリリークなどのエラーを防止できるため、学習する価値があります。

Rustは、大規模テクノロジーリーダーと呼ばれる企業に採用されています。

以下にRustを活用したサービスの一例を紹介します。

1. AWSは、サーバーレスコンピューティングを提供するサービスである「AWS Lamda」「AWS Fargate」でRustを使用しています
2. Microsoft社によるAzureのプラットフォームでは、IoTサービス用のコンポーネントでRustを使用しています
3. Facebookは、Web、モバイル、APIサービス駆動時にRustを使用しています

Rustを学習する際には、公式のドキュメントや書籍、オンラインコミュニティなどの利用がおすすめです。

Rustには、優れたドキュメントや有用なエラーメッセージを備えたコンパイラや、統合されたパッケージマネージャなど、多数のエディタに対応しています。

他にも、自動補完や検査機能などの機能をそろえています。

また、Rustには非常に活発な開発者コミュニティがあり、初心者向けのチュートリアルやコースが多数提供されているため、学習をサポートしてくれる環境が整っています。

Rustのオススメフレームワーク6選

Rustには多数のフレームワークが存在します。

ここでは、特にオススメの6つのフレームワークをそれぞれの特徴などについて紹介します。

actix-web

Actix-webは、「アクティックス」と呼ばれ、Rustで書かれた最も人気のあるWebフレームワークの1つです。

非常に高速でスケーラブルなWebアプリケーションを構築することができます。また、中規模から大規模のプロジェクトに適しており、豊富なコミュニティがあるため、情報収集が容易です。

actix-webは大きく分けて、サーバーとハンドラーからなります。サーバーはpathとハンドラの紐づけの管理や、各ハンドラからアクセスする共有データの管理などが主な役割になります。対して、ハンドラは、サーバーによって呼び出されたハンドラの要求に対する処理を行う役割を担っています。

ここでは、actix-webの特徴を紹介します。　

利用数が多い

Rustは前述したとおり、さまざまな企業で利用している実績があるため、利用数が多く、情報が豊富であるため、学習しやすいといわれています。

特に、日本でのシェアも高まっているため、日本語の情報で多くの情報を見つけることができます。

一部のフレームワークは、英語の情報しか見つからないことが多く、翻訳機能を介した情報取集をであったため、途中で学習を諦めるプログラマーもいました。

そのため、Rustは日本でも学習しやすい言語といえるでしょう。

機能が充実している

Rustで実装されているWebフレームワークは多くあるため、機能が充実しています。

特に、HTTP/2、ロギングなどの機能が充実しています。

また、エンドポイントに対して非同期処理を提供しているため、スケーラブルなWebアプリケーションの構築が可能です。

Activeは非常に高速であるためパフォーマンスが要求されるプロジェクトに適しています。

他にも、フォーム処理を簡単に行えることが特徴で、JSONやURLエンコードされたフォームデータ処理の実装は簡単に行えます。

例えば、シリアル化できる構造を定義するだけで、残りはActixで処理が可能です。

サンプルが多い

Actixアプリケーションで使用できる独自のライブラリを簡単に作成できるため、サンプルが多く公開されています。

ドキュメント類の豊富さとともに、他のフレームワークよりサンプルが多く見つかることもRustのメリットといえます。

Tauri

Tauriは、「タウリ」と呼ばれ、RustとWeb技術を使用して、主要なデスクトップアプリケーションを開発するための軽量フレームワークです。

基本的にはRustで構成され、CLIにNode.jsを活用しているのが特徴です。

HTMLやCSS、JavaScriptを使って、ネイティブアプリケーションを構築することができ、

標準でバンドルされたWeb viewのためにレンダリングエンジンを追加で組み込む必要がありません。

他にも、インストーラのサイズ、メモリ消費量、起動時間など多くの点で優れています。

ここでは、Tauriの特徴を紹介します。

軽量フレームワーク

軽量フレームワークとは、稼働に必要最低限の機能だけを持つフレームワークです。

そのため、簡単にインストールが可能で、実行速度が速いという特徴があります。

OSのネイティブWeb viewなどを使用することで、Tauriアプリのサイズを600KB未満にすることが可能です。

Tauriが軽量であることを以下の例を挙げます。

GitHubの調査によると、Linux版のインストールサイズがElectronで52.1MBに対して、Tauriは10分の1以下である3.1MBでした。

同じく、Linux版でのメモリ消費量はElectronが462MBのところ、Tauriは半分以下の180MBとなっています。

レンダリングエンジンの組み込みが不要

Tauriは、OSに搭載されているWebレンダラーの機能を利用するため、レンダリングエンジンが不要です。

レンダリングエンジンとは、情報を特定のルールに従い適切な表現に変換する機能です。

Tauriは、レンダリングエンジンを組み込む必要がないため、容易にソースコードを実装できます。Windowsで例えると「WebView2」、macOSで例えると「WebKit」がそのまま利用できるイメージです。

他にも、大きなランタイムを同梱する必要がなくなるため、フットプリントを小さくすることができるという特徴があります。

クロスプラットフォーム対応

Tauriは、すべての主要なデスクトッププラットフォーム用のバイナリをバンドルします。

クロスプラットフォームで使用可能なため、OS間でユーザーインターフェースの実装などを変更する必要がなく、簡単に多くのユーザーにアプリケーションを提供できます。

Tauri対応プラットフォームは、以下の通りです。

• 現時点でカバーされているのはデスクトップのみ。(Windows 7/8/10、macOS、Linux、iOS（進行中）、android（間もなく登場）)
• 公式サイトにより、モバイルプラットフォームへの対応も近日公開予定となっています。(2023/4時点)

今後のロードマップとしては、モバイルアプリ開発への対応（モバイルバンドラー）、Rust以外のバインディングの追加が計画されています。そのため、将来的にはクロスプラットフォームに対応すると推測されます。

Axum

Axumは、「アクサム」と呼ばれ、非同期リクエスト処理に特化したWebフレームワークの一つです。

前述したactix-webと同様、非常に高速で、保守性が高く、設計がシンプルであることが特徴で、エラーハンドリングが容易に可能です。

他のフレームワークよりもシンプルな設計になっており、モジュールベースでの開発が可能です。

アプリケーションを構成するコンポーネントを分割して開発することができます。

Axumは、Rustのエラーハンドリングに標準的な方式で対応しているため、エラー処理が容易であることも特徴の一つです。

最新版は、「axum 0.6.0」で2022年11月に発表されています。

ここでは、Axumの特徴を紹介します。

設計がシンプル

Axumは、設計がシンプルであるため、学習コストが低く、初心者でも比較的簡単に開発を始めることができます。

ハンドラーは自動的にレスポンスに変換されるため、独自のレスポンスを実装する必要はほとんどありません。

また、独自のドメイン固有の応答を実装することもできます。

エラーハンドリングが容易に可能

Axumは、エラーハンドリングが容易に可能です。

エラーハンドリングとは、エラー検知時にすぐに処理を終了せずに、エラーを処理するルーチンなどが用意されているかを確認し、用意されていればそれを実行します。

エラーハンドリングが組み込まれていないプログラムは、ランタイムエラーが起きるとエラーメッセージを表示するなどの処理を行い、即時に異常終了します。

そのため、Axumを使用するとプログラマーがエラー処理に時間を費やす時間を削減することができます。

モジュールベース

Axumは、モジュールベースの開発ができるため、アプリケーションを複数のコンポーネントに分割して開発することができます。

機能単位で分割することで、設計・PGの効率性や生産性の向上が可能です。

また、複数のパッケージを組み合わせてプログラムを構成することができ、コードの再利用性を高めることができます。

そのため、Axumを使用すると大規模なアプリケーションでもコードを管理しやすくなります。

Rocket

Rocketは、Rust用のマイクロWebフレームワークです。柔軟性、使いやすさ、型の安全性を犠牲にすることなく、高速で安全でシンプルなWebAPIサーバーを構築することができます。

Rocketは、以下のような多くの機能を有しています。

• ルーティング
• フォーム処理
• クッキー
• 静的ファイルサービング
• セキュリティ
• ステート
• テンプレートエンジン

このフレームワークは、ハイパフォーマンスなWebアプリケーションを構築するために最適化が施されており、特に中規模のWebサイトに適しています。

Rocketの欠点は、複雑な開発には適していないことです。

他のRustのWebフレームワークと比較して、Rocketは、静的に型付けされたパラメータのルーティングと、独自のマクロによるルーティングとデータの抽出をサポートしています。

最新版として、Rocket v0.5.0-rc.3が2023年3月に発表されています。

ここでは、Rocketについて紹介します。

マイクロフレームワーク

Rocketは使いやすいAPIを提供するため、プログラマーが開発に必要な時間が短くなります。

一般的に、Webサーバの構築には専門知識が必要となり、時間を要します。対して、Rocketは最小限の機能を有し、簡単に短時間で構築が可能です。

Rocket はテンプレート機能を実装しているため、handlebarsかteraを使い簡単にテンプレートを作成することができます。

シンプルなWebAPIサーバ

Rocket は、使いやすさを重視しているため、直感的なAPIで構成されています。

Rustのメモリセーフティを利用するため、安全でセキュアなWebアプリケーションを構築することができます。

静的に型付けされたパラメータのルーティングをサポートするため、独自のマクロによるルーティングとデータの抽出が可能です。

シンプルであるため、開発効率を向上させることができます。

複雑な開発には適さない

マイクロフレームワークをカスタマイズして、複雑なアプリケーションを実装する場合があります。機能が多すぎるフレームワークを利用すると制約に縛られてしまうため、マイクロフレームワークを利用すると便利といわれています。

また、Rocketは拡張を前提として開発されていないため、カスタマイズを考えている場合、別のフレームワークを検討してください。

warp

warpは、非常に高速でありながら、シンプルで使いやすいWebフレームワークです。Hyperという高速なHTTPサーバライブラリに基づいているため、高いパフォーマンスを発揮します。

このフレームワークは、HTTPリクエストに対して非同期のハンドラーを設定することができます。そのため、非同期I/Oを使用しており、高い生産性を提供します。

warpは、フォーム処理、クッキー、認証、ルーティング、静的ファイルサービングなど、多くの機能を備えています。

また、組み込みのWebSocketサポートも提供しています。Warpは、RustでWebアプリケーションを構築する場合には非常に有用なフレームワークであるといえます。

ここでは、warpについて紹介します。

高い生産性

warpは、CargoというRustのパッケージマネージャーを使用しているため、依存関係の解決を容易に行うことができます。

最新のコードエディタのような操作感であるため、非常に高速です。プログラマーの中では、モダンなUIで利用体験が良いといわれています。

また、コンパイルエラーが少なく、リファクタリングもしやすいため、プログラマーの生産性を向上させることができます。

Terminalベースの操作

warpは、最新のアプリのように機能するようにゼロから再考された非常に高速なRustベースのターミナルです。

そのため、warpを立ち上げたらそのままターミナルとして使用もできます。画面分割や1タブ内で分割もできるため、生産性を上げることが可能です。

他にも、テキストをスクロールすることなく、コマンドごとに端末をナビゲートし、ワンクリックでゼロスクロールで出力をコピーできます。

また、「cargo-make」というツールを使用することで、コマンドラインからタスクを実行可能です。

Tide

Tideは、最近リリースされた比較的新しいマイクロWebフレームワークです。このフレームワークは、async-stdベース構文を使用し、非同期処理をサポートしており、非常に簡潔で使いやすいAPIを提供します。

他のフレームワークよりも新しいものの、豊富な情報があります。Tideは、必要な機能を提供しながら、できるだけシンプルに保つことに注力しています。

また、Authやミドルウェア、GraphQLとの接続など、実装時に必要となる基本的な構成要素が揃っています。

ここでは、Tideについて紹介します。

ミニマム（マイクロ）フレームワーク

Tideは、迅速な開発のために作られたフレームワークです。そのため、ミニマム（マイクロ）フレームワークと呼ばれています。ミニマム（マイクロ）フレームワークは以下の3つの特徴があります。

• 軽量

機能数が最小限でシンプルに利用することが可能です。

• シンプルで自由度が高い

必要に応じて、機能をプログラマーが開発することも可能です。

• 学習コストが低い

必要最小限の機能で、シンプルな設計になっていることからルールも少なく、初心者でも学びやすいといわれています。

Tideは、ActixやRocketなどのフレームワークよりも小さく、シンプルなコードで構成されています。

なぜならば、Tideは開発を迅速に行う目的で作成されたフレームワークであるため、最小限の機能しか有しておらず、プログラマーの裁量により自由に機能を追加できることが特徴です。

非同期処理に対応している

Tideは、非同期処理に対応しています。

非同期関数であるasync/await構文を使用し、非常に簡潔で使いやすいAPIを提供します。Promiseによる非同期処理をより簡潔に効率よく記述できるのが大きな特徴です。

Tideは、async-std上に稼働しており、async-stdは非同期のランタイムの一つになります。

非同期処理に対応していると、他のフレームワークでは実現が難しい画面更新処理を実現できます。

開発の歴史が短い割に情報が豊富

Tideは、Working Groupによって2018年に公開されたフレームワークです。

新しいフレームワークは情報が少ないといわれますが、インターネット上にはTideに関する情報を多くみることができます。

なぜならば、ミニマム（マイクロ）フレームワークであるため、ブログなどで追加した機能の情報が公開されているからです。

Tide自体は日本での活用度があまり高くないため、情報源は英語であることが多いです。

Rustフレームワークのトレンド傾向は？

近年のRustフレームワークのトレンド傾向は、以下の2つとされています。

• 非同期処理に対応する
• エコシステムの成熟化を目指す

Rustの特徴である、高速で安全な並列処理を実現するために、フレームワークの多くが非同期処理に対応しています。

さらに、ライブラリやツールの整備が進んでおり、フレームワーク自体の機能拡張やカスタマイズがより容易になっています。これにより、Rustを用いたWebアプリケーションの開発が、より効率的かつ柔軟になっています。

また、近年ではWeb Assemblyとの組み合わせに注目が集まっており、RustフレームワークでもWeb Assemblyに対応したものが登場しています。WebAssemblyを利用することで、Webブラウザ上で高速に動作するアプリケーションを実現できます。

Rustフレームワークのトレンドは、高速で安全、かつ柔軟なWebアプリケーションの開発を実現することです。非同期処理やWebAssemblyなど、新しい技術の採用や組み合わせも進んでおり、今後も注目される技術として発展していくことが期待されています。

Rustの将来性

Rustは将来性が非常に高いと言えます。

GitHubの2019年のOctoverseレポートによると、Rustは最も成長しているプログラミング言語の1つであり、2018年には最も愛されているプログラミング言語の1位に選ばれました。それ以来、Rustの人気は着実に増え続けています。

2021年のSlashDataの調査によると、Rustのコミュニティ数の順位は13位でした。

参考情報として、1位はJavaSvript、2位はPythonです。

Rustが将来的にますます重要になる理由の1つは、安全で高速なシステムプログラミングがますます需要が高まっていることです。

特に、IoTデバイス、自動運転車、ブロックチェーン、クラウドインフラストラクチャーなどの分野において、安全性とパフォーマンスが重要な役割を果たすことが期待されています。これらの分野でRustが使用されることで、より高い信頼性とより高速な処理が実現される可能性があります。

また、RustはWebアプリケーションの開発にも使用されることがあり、最近ではそのためのフレームワークも増えてきています。そのため、将来的にはWebアプリケーションの開発でもRustが採用されることが増えるかもしれません。

AmazonAWS、Google、HUAWEI、JFrog、Meta、MicrosoftなどがRustのメンバーシップとして参加していることからみても、世界的に注目を集めていることがわかります。

そのため、Rustの将来性は非常に高く、今後ますます需要が高まっていくことが期待されます。

まとめ

ここまで、Rustの概要、メリット・デメリット、難易度、おすすめのフレームワーク、フレームワークのトレンド、そして将来性について説明してきました。

Rustは、C++などのようなシステムプログラミング向けの言語であり、高い安全性や実行速度の高さ、安全な並列処理が可能などの特徴があります。また、Rustの学習曲線はやや高めですが、習得後の開発効率やコード品質が向上するというメリットもあります。

6つのフレームワークを紹介しましたが、これらのフレームワークはどれも活発に開発が進んでおり、今後ますます発展が期待されています。

Rustはシステムプログラミングをはじめ、Webアプリケーション開発や機械学習、ブロックチェーンなど、様々な分野で利用されるようになってきています。

そのため、将来的にはRustの使用がますます広がっていくことが予想されるでしょう。

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