Задание (кратко и конкретно)
Цель: сравнить подходы двух языков (например, Rust и JavaScript/Node.js) при прямой работе с сетью и при параллельной/конкурентной обработке, оценить безопасность памяти, модели параллелизма и обосновать выбор языка для разных сценариев.
Требования к реализации
- Реализовать TCP-сервер и TCP-клиент на каждом языке с одинаковой функциональностью: сервер принимает соединения и эхо-ответом возвращает полученные сообщения; клиент открывает N одновременных соединений и посылает M сообщений на соединение.
- N = $1000$, M = $100$ (можно варьировать для тестов).
- Реализовать минимум две версии сервера для каждого языка:
- I/O-ориентированная (асинхронная/событийная).
- Многопоточная/worker-пул (если язык поддерживает).
- Собрать простые бенчмарки: пропускная способность (req/s), средняя и p95 задержка, потребление памяти, загрузка CPU под разными нагрузками (IO-bound, CPU-bound).
- Показать и описать любые нестандартные приёмы (unsafe в Rust, SharedArrayBuffer/Atomics в JS и т.п.).
Эксперименты и метрики
- Пропускная способность: запросов в секунду при N соединениях.
- Задержка: средняя и p95.
- Потребление памяти и утечки при длительном запуске ($>10$ минут).
- Поведение при пиковых нагрузках и при падении соединений.
- Возможность возникновения гонок данных/undefined behaviour и как их обнаруживали.
Вопросы для анализа (обязательно ответить)
- Как реализуется асинхронность и планирование задач в каждом языке (event loop, async/await, futures, executor, thread pool)?
- Какие гарантии безопасности памяти предоставляет язык по умолчанию? Как влияет использование небезопасного кода (Rust: $unsafe$; JS: native addons, ArrayBuffer/SharedArrayBuffer)?
- Возможны ли data races и где (при использовании потоков, общих буферов)? Как их выявлять и предотвращать?
- Как реализуется разделяемое состояние: копирование, передачи владения, мутабельность (Rust: владение/заимствование; JS: копирование объектов, объекты в heap, SharedArrayBuffer + Atomics)?
- Как язык влияет на отладки и воспроизводимость проблем (стек трейс, инструменты профилирования, sanitizer’ы)?
- Стоимость разработки (время, сложность, экосистема/библиотеки для сетевого стека и async).
Критерии оценки работы
- Корректность и полнота реализаций на обоих языках.
- Качество бенчмарков и их воспроизводимость.
- Глубина сравнения: технические детали (runtime, модель памяти, выделение/освобождение памяти), реальные примеры проблем и способов их решения.
- Обоснованность выбора языка для разных сценариев.
Короткие ориентиры выбора языка (когда выбрать что и почему)
- Выбирать Rust, если важны:
- Производительность и низкая задержка.
- Гарантии безопасности памяти без сборщика мусора (zero-cost abstractions, отсутствие data races на уровне безопасного кода).
- Контроль над аллокациями и детерминированность задержек (real-time-like требования).
- Необходимость безопасных нативных библиотек и минимального runtime.
- Выбирать JavaScript/Node.js, если важны:
- Быстрая разработка и богатая экосистема пакетов для web/net.
- Преобладает I/O-bound сценарий, удобна модель event loop и async/await.
- Требуется легкая интеграция с frontend/HTTP-ориентированными стеком и быстрое прототипирование.
- Учесть компромиссы:
- JS прост в разработке, но при многопоточных вычислениях требует дополнительных усилий (worker threads, нативные модули) и осторожности с SharedArrayBuffer.
- Rust даёт безопасность и производительность, но требует времени на освоение владения/заимствования и управления асинхронностью (futures/executors).
Ожидаемый результат сдачи
- Репозитории с кодом (два языка), инструкции запуска.
- Отчёт (1–2 страницы) с описанием реализации, метрик, таблицей сравнения и обоснованием выбора языка в двух реальных сценариях.
- Лог/графики бенчмарков.
Если нужно, могу предложить конкретный шаблон сервера/клиента или набор команд для бенчмарка.