C (ручное malloc/free)
- Безопасность: низкая — программист отвечает за корректность выделения и освобождения; легко появление UAF, double-free, use-after-free, dangling pointers, буферных переполнений.
- Производительность: высокая и предсказуемая при грамотном управлении; минимальные накладные расходы на рантайм; полный контроль над размещением и размещением в кэше.
- Удобство разработки: низкое — много ручной работы, сложнее отлавливать ошибки; требуется инструментальная поддержка (ASan, Valgrind).
- Типы ошибок: утечки памяти (забыли free), double free, use-after-free, буферные переполнения, некорректное выравнивание.
- Где предпочтительнее: ядра ОС, драйверы, встроенные системы с ограниченными ресурсами, коды с жесткими временными ограничениями (микроконтроллеры, RT-системы), когда нужен минимальный оверхед и полный контроль над памятью.
Java/Go (сборщик мусора)
- Безопасность: хорошая защита от UAF/double-free; нет прямых dangling pointer-ошибок, но возможны логические ошибки и утечки из-за сохраняемых ссылок.
- Производительность: удобны для быстрой разработки; GC даёт быстрые аллокации (часто bump-pointer) но требует дополнительной памяти и может вызывать паузы/нестабильную латентность; при большом объёме короткоживущих объектов — высокая пропускная способность, при долгоживущих — рост памяти.
- Удобство разработки: высокое — автоматическое управление памятью упрощает разработку, меньше низкоуровневых багов.
- Типы ошибок: «мнимые» утечки (неубранные ссылки), непредсказуемые паузы/задержки, высокий RSS/фрагментация, конкуренция-зависимые баги (data races) — язык/рантайм тоже влияет (Go: имеет race detector).
- Где предпочтительнее: серверные приложения с высокой производительностью разработки (веб-сервисы, бэкенды), распределённые системы, прототипы, приложения без жёстких требований к задержкам (microservices, ETL, аналитика), там где ценится скорость разработки и сборка команды.
Rust (система владения/borrow checker)
- Безопасность: очень высокая в безопасном коде — компилятор предотвращает UAF, double-free, гонки данных (в безопасном Rust). Невозможность нарушить правила владения без unsafe.
- Производительность: близка к C — нулевые накладные расходы времени выполнения за счёт проверок на этапе компиляции; детерминированное освобождение (RAII) и оптимизации времени компиляции позволяют добиваться высокой эффективности.
- Удобство разработки: среднее — крутая кривая обучения (borrow checker, lifetimes), но после освоения — меньше времени на отладку ошибок памяти; отличные инструменты (cargo, clippy, rustfmt).
- Типы ошибок: компиляционные ошибки по владению/владению пересекающихся ссылок; возможны логические баги; unsafe-блоки могут вводить те же ошибки, что и в C, если их неправильно использовать.
- Где предпочтительнее: безопасные системные программы (сервисы с низкой латентностью), сетевые серверы с высокими требованиями к пропускной способности и детерминированной латентности (например, HFT, real-time сетевые прокси), CLI/инструменты, WebAssembly, когда нужна безопасность памяти без GC-оверхеда.
Краткие сценарии выбора (реальные примеры)
- Выбираем C: реализация загрузчика ОС или малой embedded-функции в микроконтроллере с 64К памяти — нужен полный контроль, минимальная память и зависимости.
- Выбираем Java/Go: бэкенд микросервис для интернет-магазина, где важна быстрая разработка, масштабирование и сборка команды — GC упрощает жизнь; или аналитическая пайплайн, где создаётся много временных объектов.
- Выбираем Rust: высокопроизводительный сетевой прокси с требованием малых пиковых задержек и безопасности памяти (например, прокси для финансовых транзакций), CLI-инструмент с нулевыми зависимостями и безопасной работой с файлами.
Короткое руководство выбора
- Нужен полный контроль и минимальный оверхед → C.
- Нужна скорость разработки и управление сложной бизнес-логикой с множ. аллокациями → Java/Go.
- Хотите безопасность памяти + производительность + детерминированное освобождение → Rust.
(Учтите: комбинации возможны: критичные подсистемы на Rust/C, остальное — на GC-языках.)