从 C++ 到 Rust：Fish Shell 4.0 如何革新命令行世界？

体娱 2025-01-08 20:33 浙江

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经过两年多的精心开发与打磨，备受欢迎的 Fish Shell 发布了其 4.0 测试版，这标志着该项目的一次重大的技术变革和突破。此次更新的最大亮点之一是，Fish Shell 4.0 几乎完全使用 Rust 语言进行了重写，摒弃了传统的 C++。这一转变不仅展示了开发团队在技术上的大胆创新，也为 Shell 用户带来了更加现代化和高效的使用体验。

Rust 的引入为 Fish Shell 带来了许多好处，包括更好的内存安全性、更高的性能和更少的潜在崩溃问题。这意味着，Fish Shell 4.0 不仅在运行速度上有了提升，而且在稳定性和安全性方面也有了显著的增强。这一转型标志着 Fish Shell 不仅跟随了技术的进步，还走在了开发工具演进的前沿，为广大用户提供了一个更加先进和可靠的命令行环境。

对于那些喜欢 Fish Shell 独特语法和友好界面的用户来说，4.0 版本的到来无疑是一次令人兴奋的升级。而对于开发者来说，Rust 的引入意味着更容易维护、更安全的代码，也为未来的功能扩展提供了更大的灵活性。

从玩笑到现实：Rust 重写之旅

这一切的起点可以追溯到 2023 年初，最初是一个带有“用 Rust 重写”的玩笑性质的拉取请求，没人预料到这一提议会变成一项庞大的工程。早期的 Fish Shell 从纯 C 语言移植到了 C++，因此 Rust 语言的引入，甚至让一些开发者感到震惊。然而，随着开发工作的深入，维护者们开始认识到 Rust 提供的优势，包括更强大的工具支持、更加安全的并发性、以及 Rust 本身作为现代编程语言的吸引力，最终促使他们将这一最初的玩笑变为实际的工程项目。

Rust 的优势：更强的工具和安全性

为什么选择 Rust 而不是继续使用 C++？开发团队的答复中，最重要的原因之一是 Rust 提供了更现代的工具链和活跃的社区生态，这对于志愿者驱动的开源项目尤为重要。尤其是 C++ 的工具链复杂且容易出错，在一个多作者的开源项目中，Rust 的工具和社区能提供更好的支持。

Rust 的并发能力也是一个关键因素。尽管 Fish Shell 在过去已有相当强大的多线程能力，但 C++ 中的并发实现十分复杂。Rust 提供了“无畏并发”模型，依靠其 Send 和 Sync 特性，能够保证线程安全并避免常见的并发问题。这使得 Fish Shell 的性能和安全性得到了大幅提升。

此外，Rust 在依赖管理和编译错误信息的处理上优于 C++。例如，在 C++ 中可能会出现版本不兼容的依赖问题，而 Rust 通过 rustup 命令轻松确保所有开发者使用一致的开发环境，减少了依赖问题对项目进展的影响。

逐步迁移：保持兼容性与稳定性

在这次迁移过程中，开发团队选择了逐步重写的方式，而非一次性推倒重建。他们使用了名为 autocxx 的工具，支持在现有的 C++ 代码中调用 Rust 编写的组件，反之亦然。这意味着 Fish Shell 一直在保持部分 Rust 和部分 C++ 代码库的状态，直到最终在 2024 年初，最后一部分 C++ 代码被完全移除。这个策略确保了在迁移期间 Fish Shell 依然可以正常运行，并且能定期发布新版本。例如，Fish 3.7.0 仍然基于 C++，确保了新旧用户的平稳过渡。

Rust 切换带来的挑战

尽管 Rust 的引入为项目带来了诸多好处，但也有一些挑战。在切换到 Rust 后，Fish Shell 不再支持 Cygwin，这对于一些 Windows 用户来说无疑是一个损失。Cygwin 允许用户在 Windows 上运行 Linux 工具和应用，但由于 Rust 语言的特殊性，Fish Shell 的 Cygwin 支持被迫放弃。不过，开发团队相信，Fish Shell 的主要用户群体—Linux、BSD 和 macOS 用户—仍将继续获得稳定支持。

数据与未来展望

在过去 14 个月的开发过程中，Fish Shell 的维护者们共提交了超过 2600 次的更改，涉及 200 多个开发者，成功将超过 57000 行 C++ 代码转化为 75000 行 Rust 代码。尽管如此，开发者们并不满足于此，他们还计划进一步完善 Rust 基础上的功能，并对 Fish Shell 的一些旧缺陷进行修复和重设计，例如改善 UTF-32 字符串处理，简化构建过程等。更多信息，请参阅官方公告。

总结：Rust 重写，未来可期

Fish Shell 4.0 的发布标志着开源项目中技术转型的一大步。通过重写代码库，Fish Shell 不仅提升了性能和安全性，还解决了 C++ 中的许多问题。尽管切换到 Rust 带来了一些挑战（如失去 Cygwin 支持），但这一转型的成果令人振奋，特别是在并发和工具支持上，Rust 的优势不言而喻。

尽管 Rust 版本的发布只是一个开始，但未来的 Fish Shell 可能会更加快速和稳定。对于喜欢命令行的用户来说，Rust 赋予了 Fish Shell 全新的活力，而这些变革将为未来的用户体验带来更多可能性。

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