30 mars 2025·8 min
Graydon Hoare och Rust: Skiftet till minnessäkra system
Från Graydon Hoare’s 2006‑experiment till dagens Rust‑ekosystem — se hur minnessäkerhet utan garbage collection omformade systems‑programmering.
Från Graydon Hoare’s 2006‑experiment till dagens Rust‑ekosystem — se hur minnessäkerhet utan garbage collection omformade systems‑programmering.
Denna artikel berättar en fokuserad ursprungsberättelse: hur Graydon Hoare’s personliga experiment växte till Rust, och varför Rusts designval var tillräckligt viktiga för att förändra förväntningarna på systems‑programmering.
“Systems programming” ligger nära maskinvaran—och nära produktens risk. Det syns i webbläsare, spelmotorer, operativsystemskomponenter, databaser, nätverk och inbyggd programvara—platser där du vanligtvis behöver:
Historiskt har den kombinationen drivit team mot C och C++, plus omfattande regler, granskningar och verktyg för att minska minnesrelaterade buggar.
Rusts huvudlöfte är lätt att säga men svårt att leverera:
Minnessäkerhet utan en garbage collector.
Rust försöker förhindra vanliga fel som use‑after‑free, double‑free och många typer av data races—utan att förlita sig på en runtime som periodvis pausar programmet för att återvinna minne. I stället flyttar Rust mycket av arbetet till kompileringstid genom ägandeskap och lån.
Du får historien (från tidiga idéer till Mozillas engagemang) och nyckelkoncepten (ownership, borrowing, lifetimes, safe vs unsafe) förklarade på enkelt språk.
Vad du inte får är en fullständig Rust‑tutorial, en komplett genomgång av syntax eller steg‑för‑steg‑setup. Tänk på detta som “varför” bakom Rusts design, med tillräckliga exempel för att göra idéerna konkreta.
Författarnot: hela texten siktar på ~3 000 ord, med utrymme för korta exempel utan att bli en referensmanual.
Rust började inte som ett kommittédesignat “nästa C++”. Det började som ett personligt experiment av Graydon Hoare 2006—arbete han drev självständigt innan det fick bredare uppmärksamhet. Denna början spelar roll: många tidiga designval ser ut som försök att lösa vardagliga smärtor, inte att “vinna” språk‑teori.
Hoare utforskade hur man skriver lågnivå, högpresterande programvara utan garbage collection—men samtidigt undviker de vanligaste orsakerna till krascher och säkerhetsbuggar i C och C++. Spänningen är välbekant för systems‑programmerare:
Rusts riktning “minnessäkerhet utan GC” var inte en marknadsföringsfras från början. Det var ett designmål: behåll prestandakaraktär för systems‑arbete, men gör många kategorier av minnesbuggar svåra att uttrycka.
Det är rimligt att fråga varför detta inte bara var “en bättre kompilator” för C/C++. Verktyg som statisk analys, sanitizers och säkrare bibliotek förhindrar många problem, men de kan i allmänhet inte garantera minnessäkerhet. Underliggande språk tillåter mönster som är svåra—eller omöjliga—att helt polisera från utsidan.
Rust satsade på att flytta nyckelregler in i språket och typ systemet så att säkerhet blir ett standardresultat, samtidigt som man fortfarande tillåter manuell kontroll i tydligt märkta undantagsfall.
Vissa detaljer om Rusts tidiga dagar cirkulerar som anekdoter (ofta återberättade i föredrag och intervjuer). När man berättar denna ursprungsberättelse hjälper det att skilja väl dokumenterade milstolpar—som startåret 2006 och Rusts senare adoption hos Mozilla Research—från personliga återgivningar och sekundära återberättelser.
För primära källor, leta efter tidig Rust‑dokumentation och designanteckningar, Graydon Hoare‑tal/intervjuer och Mozilla/Servo‑era inlägg som beskriver varför projektet togs upp och hur målen formulerades. En bra “vidare läsning”‑sektion kan peka läsare till dessa originalkällor (se /blog för relaterade inlägg).
Systems‑programmering betyder ofta arbete nära hårdvaran. Den närheten gör koden snabb och resurssnål. Den gör också minnesmisstag särskilt straffande.
Ett par klassiska buggar dyker upp om och om igen:
Dessa fel är inte alltid uppenbara. Ett program kan “fungera” i veckor och sedan krascha bara under ett sällsynt timing‑ eller indata‑mönster.
Testning visar att något fungerar för de fall du testat. Minnesbuggar gömmer sig ofta i de fall du inte testade: ovanliga indata, annan hårdvara, små ändringar i timing eller en ny kompilatorversion. De kan också vara icke‑deterministiska—särskilt i multitrådad kod—så buggen försvinner precis när du lägger till loggning eller fäster en debugger.
När minnet går fel får du inte bara ett rent fel. Du får korrupt tillstånd, oförutsägbara krascher och säkerhetsbrister som angripare aktivt söker efter. Team lägger enorma resurser på att jaga fel som är svåra att reproducera och ännu svårare att diagnostisera.
Lågnivåprogramvara kan inte alltid “betala” för säkerhet med tunga runtime‑kontroller eller konstant minnesskanning. Målet är snarare som att låna ett verktyg i en delad verkstad: du kan använda det fritt, men reglerna måste vara tydliga—vem håller det, vem får dela, och när måste det lämnas tillbaka. Systems‑språk lämnade traditionellt de reglerna åt mänsklig disciplin. Rusts ursprung börjar med att ifrågasätta den avvägningen.
Garbage collection (GC) är ett vanligt sätt för språk att förhindra minnesbuggar. I stället för att du manuellt frigör minne spårar runtime vilka objekt som fortfarande är nåbara och återvinner resten. Det eliminerar hela kategorier av problem—use‑after‑free, double‑free och många läckor—eftersom programmet inte “glömmer” att städa upp på samma sätt.
GC är inte “dåligt”, men det förändrar programmets prestandaprofil. De flesta collectors introducerar någon kombination av:
För många applikationer—webb‑backends, affärsprogram, verktyg—är dessa kostnader acceptabla eller osynliga. Moderna GC:er är utmärkta och gör utvecklare dramatiskt mer produktiva.
I systems‑programmering spelar ofta worst‑case störst roll. En webbläsarmotor behöver jämn rendering; en inbyggd kontrollant kan ha strikta tidskrav; en låg‑latens server kan fintrimmas för att hålla tail‑latens tajt under belastning. I dessa miljöer är “vanligtvis snabbt” mindre värdefullt än “konsekvent förutsägbart”.
Rusts stora löfte var: behåll C/C++‑liknande kontroll över minne och datalayout, men leverera minnessäkerhet utan att förlita sig på en garbage collector. Målet är förutsägbara prestandakaraktärer—samtidigt som säker kod är standard.
Detta är inte ett påstående om att GC är sämre. Det är en satsning på att det finns en viktig mittmark: mjukvara som behöver lågnivåkontroll och moderna säkerhetsgarantier.
Ägandeskap är Rusts enklaste stora idé: varje värde har en ensam ägare som ansvarar för att städa upp när det inte längre behövs.
Den regeln ersätter mycket av det manuella “vem frigör detta minne?”‑bokförandet som C‑ och C++‑programmerare ofta håller i huvudet. I stället för att lita på disciplin gör Rust städningen förutsägbar.
När du kopierar något får du två oberoende versioner. När du flyttar något lämnar du över originalet—efter flytten får inte den gamla variabeln använda det.
Rust behandlar många heap‑allokerade värden (som strängar, buffertar eller vektorer) som flyttade som standard. Att kopiera dem vårdslöst kan vara dyrt och, viktigare, förvirrande: om två variabler tror att de “äger” samma allokering har du skapat förutsättningar för minnesbuggar.
Här är idén i liten pseudo‑kod:
buffer = make_buffer()
ownerA = buffer // ownerA owns it
ownerB = ownerA // move ownership to ownerB
use(ownerA) // not allowed: ownerA no longer owns anything
use(ownerB) // ok
// when ownerB ends, buffer is cleaned up automatically
(Code‑fönstret ovan ska inte översättas — det är pseudo‑kod.)
Eftersom det alltid finns exakt en ägare vet Rust exakt när ett värde ska städas upp: när dess ägare går ur scope. Det betyder automatisk minneshantering (du behöver inte kalla free() överallt) utan en garbage collector som periodvis skannar programmet.
Denna ägarregel blockerar en stor kategori klassiska problem:
Rusts ägar‑modell uppmuntrar inte bara säkrare vanor—den gör många osäkra tillstånd orepresenterbara, vilket är grunden den övriga säkerhetsmodellen bygger på.
Ägandeskap förklarar vem som “äger” ett värde. Borrowing förklarar hur andra delar av programmet kan tillfälligt använda det utan att ta det.
När du lånar något i Rust får du en referens till det. Den ursprungliga ägaren behåller ansvaret för att frigöra minnet; låntagaren får bara tillåtelse att använda det en tid.
Rust har två typer av lån:
&T): skrivskyddad åtkomst.&mut T): läs‑skriv åtkomst.Rusts centrala låne‑regel är lätt att säga och kraftfull i praktiken:
Den regeln förhindrar att en del av programmet läser data samtidigt som en annan ändrar den underifrån.
En referens är bara säker om den inte lever längre än det den pekar på. Rust kallar den tiden en lifetime—spannet under vilket referensen garanteras vara giltig.
Du behöver inte formalism för att använda idén: en referens får inte bli kvar efter att dess ägare är borta.
Rust upprätthåller dessa regler vid kompilering genom borrow‑checkern. Istället för att hoppas att tester hittar en dålig referens vägrar Rust att bygga kod som kan använda minne felaktigt.
Tänk på ett delat dokument:
Samtidighet är där “det funkar på min maskin”‑buggar gömmer sig. När två trådar kör samtidigt kan de samspela på överraskande sätt—särskilt när de delar data.
En data race sker när:
Resultatet är inte bara “fel utskrift”. Data races kan förstöra tillstånd, krascha program eller skapa säkerhetshål. Värst av allt är att de kan vara intermittenta: en bugg kan försvinna när du lägger till loggning eller kör i en debugger.
Rust tar en ovanlig ståndpunkt: i stället för att lita på att alla programmerare kommer ihåg reglerna varje gång, försöker språket göra många osäkra samtidighetsmönster orepresenterbara i säker kod.
På hög nivå innebär ägar‑ och låne‑reglerna att de saker du får dela över trådar måste vara verifierbara. Kompilatorn tillåter inte kod som inte bevisar att delad åtkomst är koordinerad.
Detta är vad folk menar med “säker samtidighet” i Rust: du skriver fortfarande samtidiga program, men en hel kategori av “oj, två trådar skrev samma sak”‑misstag fångas innan programmet körs.
Föreställ dig två trådar som inkrementerar samma räknare:
Rust förbjuder inte lågnivå‑samtidighetstrick. Den kvararantinerar dem. Om du verkligen behöver göra något som kompilatorn inte kan verifiera kan du använda unsafe‑block—de fungerar som varningsskyltar: “här krävs mänskligt ansvar.” Den separationen håller större delen av koden i en säkrare underuppsättning, samtidigt som systems‑kraften finns där det behövs.
Rusts rykte för säkerhet kan låta absolut, men det är mer korrekt att säga att Rust gör gränsen mellan säker och osäker programmering explicit—och lättare att revidera.
Majoriteten av Rust‑kod är “safe Rust.” Här upprätthåller kompilatorn regler som förhindrar vanliga minnesbuggar: use‑after‑free, double‑free, dangling pointers och data races. Du kan fortfarande skriva logiska fel, men du kan inte av misstag bryta minnessäkerheten genom normala språkkonstruktioner.
En viktig punkt: safe Rust är inte “långsammare Rust.” Många högpresterande program skrivs helt i safe Rust eftersom kompilatorn kan optimera aggressivt när den litar på att reglerna följs.
unsafe finns eftersom systems‑programmering ibland kräver förmågor som kompilatorn inte kan bevisa säkra i allmänhet. Typiska skäl inkluderar:
Att använda unsafe stänger inte av alla kontroller. Det tillåter bara en liten uppsättning operationer (som dereferera råa pekare) som annars är förbjudna.
Rust tvingar dig att markera unsafe‑block och unsafe‑funktioner, vilket gör risk synlig i kodgranskning. Ett vanligt mönster är att hålla en liten “unsafe‑kärna” inlindad i ett säkert API, så att större delen av programmet förblir i safe Rust medan en liten, väldefinierad sektion upprätthåller nödvändiga invariants.
Behandla unsafe som ett specialverktyg:
Görs det väl blir unsafe Rust ett kontrollerat gränssnitt till de delar av systems‑programmering som fortfarande kräver manuell precision—utan att förlora Rusts säkerhetsfördelar i resten av koden.
Rust blev inte “verkligt” bara för att idéerna var smarta på papper—det blev verkligt eftersom Mozilla satte idéerna under hård belastning.
Mozilla Research ville bygga prestandakritiska webbläsarkomponenter med färre säkerhetsbuggar. Webbläsarmotorer är komplexa: de parserar otrustad input, hanterar stora mängder minne och kör mycket parallellt. Den kombinationen gör minnessäkerhetsfel och race‑villkor både vanliga och dyra.
Att stödja Rust passade målet: behåll systems‑hastigheten samtidigt som du minskar hela klasser av sårbarheter. Mozillas engagemang signalerade också att Rust inte bara var Graydon Hoare’s personliga experiment, utan ett språk som kunde testas mot en av de svåraste kodbaserna världen sett.
Servo—den experimentella webbläsarmotorn—blev en högprofilerad plats för att prova Rust i verklig skala. Poängen var inte att “vinna” webbläsarmarknaden. Servo fungerade som ett laboratorium där språkfunktioner, kompilator‑diagnostik och verktyg kunde utvärderas under verkliga begränsningar: byggtider, plattformsstöd, utvecklarupplevelse, prestandajustering och korrekthet vid parallellism.
Ännu viktigare hjälpte Servo till att forma ekosystemet runt språket: bibliotek, byggverktyg, konventioner och debug‑praxis som är viktiga när man går bortom leksaksexempel.
Riktiga projekt skapar feedback‑loopar som språkdesign inte kan fejka. När ingenjörer stöter på friktion—otrygga felmeddelanden, saknade bibliotek, besvärliga mönster—blir de problemen synliga snabbt. Med tiden hjälpte det stadiga trycket Rust att mogna från en lovande idé till något team kan lita på för stora, prestandakritiska system.
Om du vill utforska Rusts vidare utveckling efter denna fas, se /blog/rust‑memory‑safety‑without‑gc.
Rust sitter i ett mellanrum: det siktar på den prestanda och kontroll folk förväntar sig av C och C++, men försöker ta bort en stor klass buggar som dessa språk ofta lämnar åt disciplin, testning och tur.
I C och C++ hanterar utvecklare minne direkt—allokerar, frigör och säkerställer att pekare förblir giltiga. Den friheten är kraftfull, men gör det lätt att skapa use‑after‑free, double‑free, buffer overflow och subtila livstidsfel. Kompilatorn litar generellt på dig.
Rust vänder på det förhållandet. Du får fortfarande lågnivåkontroll (stack vs heap‑val, förutsägbara layouter, explicita ownership‑överföringar), men kompilatorn upprätthåller regler om vem som äger ett värde och hur länge referenser kan leva. I stället för “var försiktig med pekare” säger Rust “bevisa säkerhet för kompilatorn”, och den kommer inte att kompilera kod i safe Rust som kan bryta dessa garantier.
Garbage‑samlade språk (t.ex. Java, Go, C# eller många skriptspråk) byter manuell minneshantering mot bekvämlighet: objekt frigörs automatiskt när de inte längre är nåbara. Det ger ofta stor produktivitet.
Rusts löfte—“minnessäkerhet utan GC”—betyder att du slipper köra en runtime‑GC, vilket hjälper när du behöver strikt kontroll över latens, minnesfotavtryck, uppstartstid eller när du kör i begränsade miljöer. Avvägningen är att du modellerar ownership explicit och låter kompilatorn upprätthålla den.
Rust kan kännas svårare i början eftersom det lär ett nytt mentalt modell: tänk i termer av ägandeskap, lån och livstider, inte bara “skicka en pekare och hoppas det funkar”. Tidig friktion visar sig ofta när man modellerar delat tillstånd eller komplexa objektgrafer.
Rust utmärker sig ofta för team som bygger säkerhetskänslig och prestandakritisk mjukvara—webbläsare, nätverk, kryptografi, inbyggt, backend‑tjänster med strikta tillförlitlighetskrav. Om ditt team värderar snabbaste möjliga iteration över lågnivåkontroll kan ett GC‑språk fortfarande vara bättre.
Rust är ingen universell ersättare; det är ett starkt alternativ när du vill ha C/C++‑klass prestanda med säkerhetsgarantier du kan förlita dig på.
Rust fick inte uppmärksamhet genom att vara “en snällare C++”. Det förändrade konversationen genom att insistera på att lågnivåkod kan vara snabb, minnessäker och tydlig om kostnader samtidigt.
Före Rust behandlade team ofta minnesbuggar som en kostnad för prestanda och litade på testning, kodgranskning och efterhandsfixar för att hantera risken. Rust gjorde en annan satsning: koda in vanliga regler (vem äger data, vem får mutera den, när den måste vara giltig) i språket så att hela kategorier av buggar avvisas vid kompilering.
Det skiftet var viktigt eftersom det inte bad utvecklare vara “perfekta”. Det bad dem vara tydliga—och lät kompilatorn upprätthålla den tydligheten.
Rusts påverkan syns i en blandning av signaler snarare än en enda rubrik: växande intresse från företag som levererar prestandakritisk mjukvara, ökad närvaro i universitetskurser, samt verktyg som känns mindre som “forskningsprojekt” och mer som “vardagsverktyg” (pakethantering, formatering, linting och dokumentationsflöden som fungerar direkt).
Det betyder inte att Rust alltid är bästa valet—men det betyder att säkerhet som standard inte längre är en lyx utan nu en realistisk förväntning.
Rust utvärderas ofta för:
“Ny standard” betyder inte att alla system kommer att skrivas om i Rust. Det betyder att ribban höjdes: team frågar i allt högre grad, Varför acceptera minness‑osäkra standarder när vi inte behöver? Även när Rust inte tas i bruk har dess modell drivit ekosystemet mot säkrare API:er, tydligare invariants och bättre verktyg för korrekthet.
Om du vill ha fler tekniska berättelser som denna, bläddra i /blog för relaterade inlägg.
Rusts ursprungsberättelse har en enkel röd tråd: ett hobbyprojekt (Graydon Hoare som experimenterar med ett nytt språk) sprang rakt in i ett envist systems‑programmeringsproblem, och lösningen visade sig vara både strikt och praktisk.
Rust omformulerade en avvägning många utvecklare trodde var ofrånkomlig:
Det praktiska skiftet är inte bara “Rust är säkrare.” Det är att säkerhet kan vara en standards‑egenskap i språket, snarare än en bästa‑ansträngning som upprätthålls via kodgranskning och test.
Om du är nyfiken behöver du inte en massiv omskrivning för att känna hur Rust är.
Börja smått:
För en mjuk start välj en “tunn skiva” mål—t.ex. “läs en fil, transformera den, skriv ut resultat”—och fokusera på klar kod framom clever kod.
Om du provar att lägga in en Rust‑komponent i en större produkt kan det hjälpa att hålla omgivande delar snabba (admin UI, dashboards, kontrollplan, enkla API:er) medan du håller den kärna som kräver rigorös systems‑logik i Rust. Plattformar som Koder.ai kan snabba upp den typen av “lim”‑utveckling via ett chattstyrt arbetsflöde—låta dig generera en React frontend, en Go backend och en PostgreSQL‑schema snabbt, exportera koden och integrera med din Rust‑service över tydliga gränser.
Om du vill ha ett andra inlägg—vad vore mest användbart?
unsafe används ansvarsfullt i riktiga projektSvara med din kontext (vad du bygger, vilket språk du använder nu och vad du optimerar för), så skräddarsyr jag nästa avsnitt efter det.
Systems programming är arbete som ligger nära hårdvaran och produktens mest riskfyllda ytor—som webbläsarmotorer, databaser, OS‑komponenter, nätverk och inbyggd programvara.
Det kräver ofta förutsägbar prestanda, lågnivåkontroll över minne/struktur och hög tillförlitlighet, där krascher och säkerhetsbrister är särskilt kostsamma.
Det betyder att Rust försöker förhindra vanliga minnesbuggar (som use‑after‑free och double‑free) utan att förlita sig på en runtime‑garbage‑collector.
I stället flyttas många säkerhetskontroller till kompileringstid via regler för ägandeskap och lån (ownership och borrowing).
Verktyg som sanitizers och statisk analys fångar många problem, men kan vanligtvis inte garantera minnessäkerhet när själva språket tillåter farliga pekare och livstidsmönster.
Rust lägger in viktiga regler i språket och typ systemet så att kompilatorn kan avvisa hela klasser av buggar som standard, samtidigt som tydliga escape‑hatchar finns när det behövs.
GC kan ge kö-tider och runtime‑överhuvud, men viktigare i vissa systemarbete är mindre förutsägbar latens (t.ex. pauser eller samlingsarbete vid olämpliga tider).
I domäner som webbläsare, realtidsnära styrenheter eller låg‑latens‑tjänster spelar worst‑case‑beteendet stor roll, så Rust riktar sig mot säkerhet samtidigt som det behåller mer förutsägbara prestandaegenskaper.
Ägandeskap innebär att varje värde har en exakt en "ansvarig part" (ägare). När ägaren går ur scope städas värdet upp automatiskt.
Det gör städningen förutsägbar och förhindrar situationer där två delar båda tror att de ska frigöra samma minne.
En move överför ägandeskap från en variabel till en annan; den ursprungliga variabeln får inte längre använda värdet.
Det förhindrar att två variabler oavsiktligt tror att de båda äger samma allokering—en vanlig orsak till double‑free och use‑after‑free i språk med manuell minneshantering.
Lån (borrowing) låter kod använda ett värde tillfälligt via referenser utan att ta ägandeskapet.
Kärnregeln är: många läsare eller en skrivare—du kan ha flera delade referenser (&T) eller en muterbar referens (&mut T), men inte båda samtidigt. Detta förhindrar många buggar där något muteras medan någon annan läser.
En livstid (lifetime) är hur länge en referens är giltig. Rust kräver att referenser aldrig lever längre än det data de pekar på.
Borrow‑checkern ser till detta vid kompilering så att kod som kan skapa dangling references avvisas innan den körs.
En data race uppstår när flera trådar samtidigt accessar samma minne, minst en access är en skrivning, och ingen koordination (som ett lås) finns.
Rusts ägar‑ och låne‑regler används också i samkörning så att osäkra delningsmönster är svåra eller omöjliga att uttrycka i säker kod. Kompilatorn tillåter inte delad skrivåtkomst utan uttrycklig synkronisering.
Majoriteten av kod skrivs i säker Rust där kompilatorn upprätthåller minnesregelverk. unsafe är en tydligt markerad nödutgång för operationer som kompilatorn inte generellt kan bevisa är säkra (t.ex. vissa FFI‑anrop eller lågnivå‑primitiver).
Vanlig praxis är att hålla unsafe‑block små, omsluta dem med ett säkert API och granska dem extra noggrant.