本文是“2021 InfoQ 年度技術(shù)盤點與展望”系列文章之一，由 InfoQ 編輯部制作呈現(xiàn)，重點聚焦編程語言領(lǐng)域在 2021 年的重要進展、動態(tài)，希望能幫助你準(zhǔn)確把握 2021 年編程語言領(lǐng)域的核心發(fā)展脈絡(luò)，在行業(yè)內(nèi)始終保持足夠的技術(shù)敏銳度。

“InfoQ 年度技術(shù)盤點與展望”是 InfoQ 全年最重要的內(nèi)容選題之一，將涵蓋架構(gòu)、AI、大數(shù)據(jù)、大前端、云計算、數(shù)據(jù)庫、中間件、操作系統(tǒng)、開源、編程語言十大領(lǐng)域，后續(xù)將聚合延展成專題、迷你書、直播周、合集頁面，在 InfoQ 媒體矩陣陸續(xù)放出，歡迎大家持續(xù)關(guān)注。

特此感謝
· 阿里云程序語言與編譯器團隊負(fù)責(zé)人 李三紅
· Go 語言編程專家 郝林
· Julia 社區(qū)核心成員 田俊、陳久寧
· 獨立咨詢顧問 /《Rust 編程之道》作者 張漢東
· JetBrains 技術(shù)專家 / 布道師 范圣佑
· 英特爾高級技術(shù)經(jīng)理 王鑫

對本文的貢獻(xiàn)。
他們都以直接或間接的形式，參與建設(shè)該篇文章，部分內(nèi)容還以特別策劃的形式獨立成文，出現(xiàn)在盤點合集中?？梢哉f，他們的真知灼見，是該盤點能與大家見面的關(guān)鍵。

需要聲明的是，編程語言不能算作一個真正意義上的“技術(shù)領(lǐng)域”，因此它在本系列盤點中，顯得尤為特殊。通常，當(dāng)我們談及一個獨立的技術(shù)領(lǐng)域時，往往意味著該技術(shù)存在相對獨立的商業(yè)價值、產(chǎn)業(yè)鏈、開發(fā)者群體。但編程語言只是個實現(xiàn)工具，同時又是整個 IT 世界的基礎(chǔ)設(shè)施，這種矛盾讓對編程語言的盤點顯得有點沉悶，卻又非常必要。在電影《天國王朝》里，主角貝里安問薩拉丁，耶路撒冷有什么意義？薩拉丁回答道：“Nothing”，隨后又說道：“Everything”。同樣的臺詞，套用在“編程語言”身上，或許剛好合適。

另外需要指出的是，IEEE 將編程語言以四個標(biāo)簽劃分，分別是：用于開發(fā)網(wǎng)站和應(yīng)用的語言（Web）、用于企業(yè)、桌面和科學(xué)應(yīng)用的語言（Enterprise）、用于移動設(shè)備端的語言（Mobile）以及用于嵌入式環(huán)境的語言（Embedded）。

但在本文中，凡在超過 2-3 個標(biāo)簽領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用的編程語言，我們將其稱之為“通用型語言”，以將 C/C 、Java 等語言和 JavaScript、R 等語言做好區(qū)分。我們將先對 2021 編程語言宏觀層面的發(fā)展情況做個回顧，再對 Kotlin、Rust、Go、Julia、WebAssembly 五種較有代表性語言的具體發(fā)展作垂直解析。

2021 編程語言核心趨勢

通用型語言：關(guān)注硬件性能及異構(gòu)編程

近兩年業(yè)界出現(xiàn)一種聲音：摩爾定律已經(jīng)失效了。這主要源于主流硬件廠商在 14nm 工藝上的長時間停滯，以及英偉達(dá) CEO 黃仁勛在 2019 年 CES 展會上的發(fā)言：“摩爾定律過去是每 5 年增長 10 倍，每 10 年增長 100 倍。而如今，摩爾定律每年只能增長幾個百分點，每 10 年可能只有 2 倍。因此，摩爾定律結(jié)束了。”

誠然，這個判斷所引起的爭議是非常大的，無論是蘋果 M1 芯片，還是亞馬遜云科技的 Graviton3 都在晶體管密度上延續(xù)了“摩爾定律”的判斷。但在所有擔(dān)憂背后，是 IoT 、AI，乃至元宇宙引發(fā)的越來越旺盛的算力需求與硬件工藝極限之間的矛盾。

放在今日，則深刻地影響了通用型編程語言的發(fā)展——從早期如何追求單核環(huán)境下的極致性能，到今日如何充分利用多核算力。

對協(xié)程的支持，就很好地反映了主流編程語言關(guān)注點的轉(zhuǎn)移。2021 最重要的一個動態(tài)，當(dāng)數(shù) 2021 年 11 月第三周，Java 即將支持虛擬線程（協(xié)程）的消息。消息來自 Oracle 提交的一份 JDK 增強建議（JEP）草案，草案要求將虛擬線程作為 Java 標(biāo)準(zhǔn)版的一部分進行預(yù)覽。

草案中提到虛擬線程將補充 Java 的平臺線程（代表操作系統(tǒng)線程），采用輕量級的用戶模式線程實現(xiàn)，將更有效地利用可用的硬件，并大大降低成本。虛擬線程目的是更好地支持編寫和維護高吞吐量并發(fā)應(yīng)用程序。

這則消息，意味著最主流的編程語言已經(jīng)全部支持或正在支持協(xié)程，包括 C 、Python、C#、Go（原生） 。這也代表著對硬件性能利用率的關(guān)注，已成為各家編程語言的大勢所趨。Python 是其中尤為典型的例子，與 Google TPU 、TensorFlow 生態(tài)的高度契合，助其第五次問鼎 TIOBE 年度編程語言。

另外需要重點提及的，是異構(gòu)編程。異構(gòu)編程是對“編程語言 & 硬件性能”這個議題在寬度上的延展。2021 年，華為發(fā)布了北冥多樣性計算融合架構(gòu)，其中包含了畢晟 C 及其他組件，而這里的畢晟 C ，主要是服務(wù)于跨 CPU、GPU 算力編程的需求。這是國產(chǎn)基礎(chǔ)軟件，在編程語言層面向前邁進的一大步。

如果從這個時間點向前查找，我們會發(fā)現(xiàn)在 2020 年 10 月，英特爾發(fā)布了 oneAPI 1.0，目標(biāo)在于簡化跨不同計算體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序開發(fā)；2008 年，蘋果帶頭創(chuàng)建了跨平臺計算框架 OpenCL；而在更早的十余年前，英偉達(dá)就發(fā)布了 CUDA，用于支持 GPU 編程。

問題在于，異構(gòu)編程，無論在語言還是框架層面，學(xué)習(xí)成本都非常的高。從本質(zhì)上講，異構(gòu)編程要求開發(fā)者對硬件之間的差異性有深刻的洞察，并能結(jié)合硬件差異做異常精細(xì)的性能調(diào)優(yōu)。這導(dǎo)致團隊引入后，研發(fā)效率相對降低（學(xué)習(xí)成本、遷移成本）。所以常規(guī)的通用型語言，也會提供異構(gòu)編程接口作為折中，比如 Java TornadoVM 就是用于支持異構(gòu)硬件的特性。

況且，異構(gòu)編程底層支持工具的推出和更新，重度依賴于自研硬件的各個廠商。但當(dāng)今的硬件市場，不但沒有收斂，反而有更加碎片化的趨勢。各家的異構(gòu)編程框架，往往只注重適配自己的體系，對其他的行業(yè)主流硬件既不愿過問，也沒有足夠的資源過問，這也為底層開發(fā)者的工作開展增加了難度。

放眼未來，開源，或許是打破現(xiàn)存問題的一種更好的組織模式。

我們既要性能也要安全，研發(fā)效能則需特別討論

這隨之引發(fā)了另一矛盾：性能和研發(fā)效率，通常是相悖的。在此前 InfoQ 對“Java 之父” James Gosling 的采訪中，他用 Java 和 JavaScript 的區(qū)別來說明這個問題。至于內(nèi)存安全，在相當(dāng)漫長的時間里，在以 C/C 為底層技術(shù)棧的開發(fā)群體內(nèi)，則通常不在考慮范圍內(nèi)。

Rust 在 2021 年的大火，為全行業(yè)提供了新的啟發(fā)。在 InfoQ 2021 編程語言榜單 中，Rust 無論是關(guān)注度還是期望值，都緊隨 Go 語言之后。若單論關(guān)注度的增速，Rust 無疑是 2021 年最吸睛的編程語言。尤其是在 2021 年 12 月，Linux 內(nèi)核和 Rust on Linux 的主要開發(fā)者 Miguel Ojeda 向 Linux Kernel 郵件列表提交了一個新補丁 (v2)，進一步推進了 Rust for Linux 的工作進展，將公眾對 Rust 的關(guān)注推向了新的高潮。

Rust 最重要的優(yōu)勢在于以媲美 C/C 的性能表現(xiàn)，解決了編程過程中的內(nèi)存安全問題，從而成為各團隊在系統(tǒng)級編程領(lǐng)域的重點調(diào)研對象。

C 問世四十年，相關(guān)方法技巧已經(jīng)成熟，催生了編程大神無數(shù)，但在 2021 年的今天，我們?nèi)匀辉趯ふ移涮娲?。其根本原因在于，人們逐漸明了，性能并非系統(tǒng)級編程語言的全部，隨著軟件逐漸接管 IoT 設(shè)備（尤其是自動駕駛車輛），內(nèi)存溢出 / 指針懸垂類的內(nèi)存安全問題，已經(jīng)不只會造成經(jīng)濟損失，更會威脅人身安全。與其面向結(jié)果，出了問題再改 Bug，不如面向過程從一開始就把控好內(nèi)存安全。

但 Rust 的上手難度，又在一定程度上，制約了語言本身的普及（知乎有一吐槽：為什么用 Rust 實現(xiàn)鏈表都這么難）。了解函數(shù)式編程或?qū)W(xué)習(xí) Rust 有所幫助，但編程世界未來的主流仍將是 OOP（面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計）。更大的問題在于中小型公司的替換成本 —— 不存在成熟的人才梯隊，不存在堅實的技術(shù)積累，直接采用 Rust 面臨的問題是：無人可招。當(dāng)下，幾乎所有準(zhǔn)備采用 Rust 的公司都是大型公司或創(chuàng)業(yè)團隊，前者可以通過內(nèi)部轉(zhuǎn)崗積累人才，后者則從一開始就是圍繞 Rust 構(gòu)建的創(chuàng)業(yè) idea。

相比性能與安全，研發(fā)效能在今天反倒成為了一個模糊問題。狹隘地說，選擇一門學(xué)習(xí)門檻低，開發(fā)效率高的語言，就是提升了研發(fā)效能；站在更大范圍、更長的時間尺度來看，選擇一門性能滿足研發(fā)需求、生態(tài)成熟、內(nèi)存安全有保障的語言，也是提升了研發(fā)效能；選擇社區(qū)夠完善，招聘難度低的語言，方便快速組建研發(fā)團隊，也是變相提升了研發(fā)效能。

那么，在 2021 ，一個研發(fā)團隊?wèi)?yīng)該如何選擇適合自己的編程語言？在保證了性能需求和安全需求后，則需要結(jié)合業(yè)務(wù)場景、公司發(fā)展階段具體分析了。

八仙過海，承諾兌現(xiàn)

除通用型語言外，如果要用四個字形容 2021 年各家垂直領(lǐng)域語言的發(fā)展，那么恐怕是“八仙過?！绷?。垂直領(lǐng)域用特定語言解決特定問題的趨勢越發(fā)明顯，語言的“工具”屬性愈發(fā)突出。

在移動端開發(fā)，Kotlin 獨樹一幟；在數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域，Python 和 R 語言應(yīng)用甚廣；在 Web 端，有越來越多的人開始嘗試使用 TypeScript。但需要注意的是，當(dāng)下所謂的 xx 領(lǐng)域?qū)Ｓ谜Z言，或許到了 2022 年，就會產(chǎn)生天翻地覆的變化。如果細(xì)細(xì)琢磨，你可能會發(fā)現(xiàn)，這種變化正在發(fā)生，比如 Kotlin、Julia。

WebAssembly 是其中比較另類的存在，它致力于讓其他語言都能以接近原生語言的速度在 Web 端運行，目前最主流的應(yīng)用是將 C/C 編譯為 WebAssembly。其在 2021 的具體進展，我們在接下來的“2021 主要編程語言的具體發(fā)展”中單獨討論。

同時，編程語言也在兌現(xiàn)給開發(fā)者的無數(shù)承諾，那些在社區(qū)內(nèi)早有風(fēng)聲的前瞻性修改，在 2021 最終完成了“填坑”。

2021 代表性編程語言的發(fā)展概況

（關(guān)于 Go、Rust、Julia 的更多內(nèi)容，可額外參考本次盤點特別策劃部分，文章鏈接詳見附錄）

Go

說到“填坑”，2021 當(dāng)數(shù) Go 語言最得人心。作為編程語言界最近幾年最受歡迎的一員，Go 卻長期存在三個主要問題為開發(fā)者所詬病，即：模塊管理工具、泛型語法支持，以及程序錯誤的處理方式。

關(guān)于模塊管理工具，Go 語言開發(fā)團隊基本已經(jīng)解決或給出路徑；對泛型的支持，相當(dāng)于有了定論；錯誤處理方式還未找到妥善的解決辦法。而 Go 語言的 2021 主要動態(tài)，也是圍繞著模塊管理工具和泛型展開。

GO111MODULE 是個系統(tǒng)環(huán)境變量，目的是方便開發(fā)者們在原始的 GOPATH 機制和新的 go module 機制之間做切換。Go 團隊在 1.16 版本中把 GO111MODULE 的默認(rèn)值設(shè)置為了 on ，這標(biāo)志著 go module 機制的成熟。同時，這也說明 Go 團隊已開始正式普及 go module 機制。

從 Go 官方提供的標(biāo)準(zhǔn)工具來看，原有的那些 go 命令都已經(jīng)完全適配了 go module 機制。比如，go get 命令現(xiàn)在可用于調(diào)整 Go 模塊的依賴關(guān)系，go install 命令現(xiàn)在可用于下載、編譯和安裝 Go 模塊， go test 命令現(xiàn)在也可用于編譯并測試 Go 模塊，等等。

圍繞模塊管理中的配置文件，另外有三點值得注意：

• 模塊圖修剪：在 go.mod 文件中，針對主模塊的直接依賴模塊記錄和間接依賴模塊記錄已變得完整；
• 新的指令：在 1.16 版本中，Go 團隊為 go.mod 文件增加了一個新指令。這個指令的名字叫做 retract。我們在這里可以把它理解為“撤回”，用于撤回當(dāng)前模塊的某個已發(fā)布版本；
• 新的注釋：在 1.17 版本中，Go 團隊為 go.mod 文件增設(shè)了 deprecation 注釋，用來廢棄整個模塊。

對泛型的支持，最早要追溯到 2018 年，但直到 2021 年 8 月，Go 團隊才放出了一個終極的設(shè)計方案：Type Parameters Proposal（https://github.com/golang/proposal/blob/master/design/43651-type-parameters.md） 。至此，一個緊密貼合了 Go 語言的泛型模型才算正式出爐。Go 語言的 1.17 版本中已經(jīng)包含了一些與自定義泛型有關(guān)的代碼，不過要想自由地使用泛型，則要等到 1.19 甚至更遠(yuǎn)的版本了。

除此之外，2021 年，Go 在標(biāo)準(zhǔn)命令、標(biāo)準(zhǔn)庫、語法、性能方面都有更新，我們這里簡單列舉，作為參考：

標(biāo)準(zhǔn)命令：

1. 在 1.16 版本，Go 官方對 go install 命令進行了改進，使它可以接受一種版本后綴（如：@v1.0.0），并以此來下載、編譯并安裝（以下統(tǒng)稱為安裝）某個代碼包的特定版本；
2. 從 1.16 版本開始，Go 官方推薦開發(fā)者在 go module 機制下只使用 go install 命令來安裝代碼包，并強烈建議，在使用 go get 命令的時候應(yīng)該攜帶 -d 標(biāo)記；

標(biāo)準(zhǔn)庫：

1. 新增三個代碼包：runtime/metrics 包（獲取運行時指標(biāo)，涉及垃圾回收、內(nèi)存使用、并發(fā)調(diào)度等）、io/fs（代表了一種全新的文件系統(tǒng)模型）、embed（在可執(zhí)行文件中嵌入額外的資源）；
2. 廢棄 io/ioutil 包；

語法：

支持從切片到數(shù)組指針的轉(zhuǎn)換。更具體地說，類型為 []T 的切片現(xiàn)在可以被正確地轉(zhuǎn)換為以 *[N]T 為類型的數(shù)組指針了；

性能：

1. 在 64 位的 Linux 操作系統(tǒng)上，其鏈接速度比 1.15 版本快了 20%-25%，同時鏈接操作所占用的內(nèi)存空間也減少了 5%-15%。此外，由于更激進的符號修剪，Go 程序經(jīng)處理后產(chǎn)生的二進制文件通常也更小了。
2. 在 1.17 版本中，Go 團隊實現(xiàn)了一種使用寄存器而不是堆棧來傳遞函數(shù)參數(shù)值和結(jié)果值的新方法。這一新方法讓 Go 程序的運行性能提升了大約 5%。并且，Go 程序產(chǎn)出的二進制文件通常也會小 2% 左右。目前，在 Linux、macOS 和 Windows 操作系統(tǒng)的 64 位計算結(jié)構(gòu)上，Go 語言都自動啟用了此功能。

Rust

2021 ，Rust 的熱度絲毫不遜于 Go 語言，但本次盤點特約專家張漢東有一句話說得很好：“Rust 的出現(xiàn)不是為了重寫這個世界已經(jīng)存在的一切，而是為了讓未來更加美好?！?/span>

對于當(dāng)下本就關(guān)注度極高的 Rust 來說，分外適用。

2021 年，Rust crates 的下載總量達(dá)到 11,012,362,794 次，即 110 億次。

伴隨著下載量的增長，Rust 語言內(nèi)存安全初步成果也已經(jīng)顯現(xiàn)。據(jù) 2021 年 12 月 31 日發(fā)布于 arXiv 的論文 《SOK: On the Analysis of Web Browser Security》中所言：

比較了四種瀏覽器架構(gòu)，以及近十年來瀏覽器中內(nèi)存安全問題依然是主流，比如 Firefox 就通過 Oxidation 項目（Rust）替換了 12% 的組件。自 2015 年以來，F(xiàn)irefox 的內(nèi)存安全漏洞數(shù)量出現(xiàn)了小幅但穩(wěn)定的下降，其中，渲染器的內(nèi)存安全漏洞明顯下降。

Oxidation 是專門用于將 Rust 代碼集成到 Firefox 中的一個項目。Firefox 54 以來，所有平臺都需要 Rust 支持，并且第一個主要的 Rust 組件是在 Firefox 56 (encoding_rs) 和 57 (Stylo) 中發(fā)布的。展望未來，Oxidation 的目標(biāo)是讓在 Firefox 中使用 Rust 變得更容易和更高效，并相應(yīng)地增加 Firefox 中的 Rust 代碼量。

可以說經(jīng)過六年的應(yīng)用，Rust 語言的內(nèi)存安全保障終于看到了初步的效果。該論文建議瀏覽器供應(yīng)商遵循這一最佳實踐，并逐步將他們的瀏覽器轉(zhuǎn)向內(nèi)存安全的語言。

Rust 語言及相關(guān)生態(tài)在 2021 年一些看點簡單羅列如下：

• Rust 編譯器引入了一個新的實驗性 GCC 后端，以及另一個基于 gcc 的實現(xiàn)（目前兩者都在進行中）。
• Rust 正在進入 Linux 內(nèi)核，這也為語言和庫帶來了一些改進以促進這一壯舉。
• Rust 首次進入 Redmonk 指數(shù)前 20 名 ，并連續(xù) 第六年獲得 Stack Overflow 調(diào)查的“最受歡迎的編程語言”桂冠。
• IEEE 2021 編程語言排行榜，Rust 排 17。按趨勢來排，Rust 在第十位。
• 2021 年初 Rust 基金會剛成立，到年末，已經(jīng)有二十五家來自不同領(lǐng)域并且有一定建樹的成員。并且基金會也開始落實一些具體安排，比如組織專業(yè)的 crates.io 運營。
• 瑞士 Concordium 基金會宣布 DevX 計劃，將贊助 Rust 生態(tài)的維護者們。
• Espressif （樂鑫）正式雇傭 mabez 針對 eso 芯片開發(fā) Rust 支持：esp-rs。
• 嵌入式 Rust 生態(tài)得到長足發(fā)展：嵌入式并發(fā)框架已經(jīng) 1.0 、嵌入式異步框架正在大力開發(fā)且支持 STM32，nRF 和 RP2040 平臺，并且還深深影響著 Rust 異步的改進、嵌入式開發(fā)和調(diào)試工具又發(fā)布了新的探針工具、嵌入式 smoltcpTCP/IP 棧發(fā)布了新版本、嵌入式圖形庫 Matrix 發(fā)布了新版本、新的嵌入式實時 OS Hubirs 開源。
• WebAssembly 領(lǐng)域。前文提到的字節(jié)碼聯(lián)盟的 wasmtime 的 Cranelift 編譯后端完成了新的后端架構(gòu)更改，還得到了 IBM 大型機的支持而引入了新的 s390x 后端。有兩個和 Rust 相關(guān)的 Wasm 項目進入了 CNCF ：WasmEdge 和 WasmCloud 。
• 圖形計算領(lǐng)域：rust-cuda 和 rust-gpu 這兩個項目，為推動 Rust 成為 GPU 計算第一語言開始發(fā)力。前者是將 Rust 作為 GPU 第一語言，后者則推動 Rust 成為圖形渲染第一現(xiàn)代化著色語言。
• 國內(nèi) Rust 職位招聘有所增長：字節(jié)跳動、海致星圖（圖數(shù)據(jù)庫）、非凸科技（量化）、達(dá)坦科技（分布式存儲）、Datebend（數(shù)據(jù)倉儲）都大量需要 Rust 人才。
• GUI 領(lǐng)域的 SixtyFPS 和 tQCS 這樣的咨詢公司建立了合作關(guān)系，找到了第一個客戶，招募了新成員。tQCS 提供世界 No.1 的 Qt 咨詢和 UI/UX 設(shè)計服務(wù)，選擇和 SixtyFPS 合作，這也算是 Rust 在 GUI 領(lǐng)域的一個里程碑。
• Embark Studios 發(fā)布了它們公司第一個 3A 游戲，在其游戲后端也用到了 Rust 。Embark Studios 是 Rust 游戲工作組的成員之一，致力于將 Rust 推廣到游戲開發(fā)中。rust-gpu 庫就是他們開源的項目之一，并且該公司也贊助了很多游戲和圖形學(xué)相關(guān)的 Rust 生態(tài)庫。
• Rust 在 音視頻領(lǐng)域也得到了應(yīng)用，Signal 公司使用 Rust 開發(fā)了支持 40 人高質(zhì)量語音群組通話的服務(wù)。
• Rust 也成為前端基礎(chǔ)設(shè)施的一員：Next.js 公司用 swc 和 Rust 完全取代 Babel（transpilation）和 Terser（壓縮）。

就版本更新而言，Rust Edition 現(xiàn)在已經(jīng)確定了 —— 每三年發(fā)布一個版次。這就意味著 Rust 每三年都會圍繞一個引領(lǐng) Rust 發(fā)展的主題。

2021 Edition 的主題是「成熟（Mature）」。2021 edition 并沒有引入太多新特性，而是清理了一些技術(shù)債務(wù)，比如持續(xù)對 Rust 編譯器進行重構(gòu)和改進，包括內(nèi)部使用的新的 trait 系統(tǒng) chalk 和 query 系統(tǒng)（開源版本：https://github.com/nikomatsakis/salsa）。另外還處理了一些向后兼容的問題，以及持續(xù)投入一些影響未來發(fā)展的關(guān)鍵特性，比如 常量泛型、泛型關(guān)聯(lián)類型等。

前文我們也提到， Rust 今年的一個重要動態(tài)就是對 Linux 內(nèi)核的支持。到 2022 年，我們很可能會看到 Linux 內(nèi)核中的實驗性 Rust 編程語言支持成為主流。而在 2021 年 12 月 6 日早，Rust 團隊發(fā)出的更新的補丁中，則介紹了在內(nèi)核中處理 Rust 的初始支持和基礎(chǔ)設(shè)施。

這次更新的內(nèi)容包括：

1. 升級到了最新 Stable 編譯器和 Rust 2021 edition 。因此可以擺脫了 const_fn_transmute，const_panic、const_unreachable_unchecked、core_panic 和 try_reserve 這幾個之前未穩(wěn)定的特性。
2. 自定義 core 和 alloc。為 alloc 添加了更加模塊化的選項，以便禁用一些他們不需要的功能：no_rc 和 no_sync，主要是為上游 Rust 項目添加。
3. 更嚴(yán)格的代碼、文檔和新的 lint。
4. 抽象和驅(qū)動程序更新。添加了序列鎖、電源管理回調(diào)的抽象，io 內(nèi)存（readX/writeX）、irq 芯片和高級流處理程序，gpio 芯片（包括 irq 芯片）、設(shè)備、amba 設(shè)備和驅(qū)動程序以及證書。此外，也改進并簡化了 Ref（refcount_t 支持）對象并用它替換了 Rust 的 Arc 的所有實例。完全地從 alloc crate 中刪除了 Arc 和 Rc。

從現(xiàn)在開始，Rust for linux 團隊將開始定期提交補丁，每兩周左右。

關(guān)于 Rust，還有一點不得不提，那就是發(fā)生在年末的審核團隊（mod team）集體離職事件。但當(dāng)塵埃落定，事件本身的性質(zhì)已經(jīng)不好評價，涉及美國獨有的政治、文化及種族問題。張漢東在采訪中說道：

“2020 年 Rust 1.44 版本發(fā)布時，官方博客說過這么一句話：「tech is and always will be political」。對于美國文化不太了解的我，之前還對審核團隊存在的重要性嗤之以鼻，現(xiàn)在感覺審核團隊的存在對于 Rust 這樣深處文化政治復(fù)雜的美國是多么重要。我終于理解 Rust 官方團隊所說這件事的背景相當(dāng)復(fù)雜的原因了。真心希望 Rust 團隊能處理好這件事。對此，我們能做些什么呢？也許只能祈禱世界和平?！?/span>

Kotlin

2021 年剛好是 Kotlin 10 周年，在這一年里，Kotlin 共發(fā)布了 1.5 及 1.6 兩個版本，目前最新版本為 Kotlin 1.6.10。如果要將其中的關(guān)鍵動態(tài)總結(jié)一下，那么會分為如下四點：

• K2 編譯器：目標(biāo)是全新打造的編譯器架構(gòu)，提供更好的性能并為多平臺發(fā)展建立良好的基礎(chǔ)。
• Kotlin Multiplatform Mobile（KMM）持續(xù)更新，預(yù)計在 2022 年春天發(fā)表 Beta 版本；
• Kotlin/JS：新的 IR 編譯器發(fā)表 Beta，更多 JS 庫遷移到新 IR 編譯器；
• Compose Multiplatform 1.0：可用于 Desktop 和 Web 的聲明式 UI 框架，對安卓開發(fā)者來說，更容易從 Jetpack Compose 切入；

K2 編譯器是 Kotlin 在 2021 年最重要的更新。編譯器分為前端和后端，功能包含生成語義信息的 IR （中間表示），并轉(zhuǎn)為相應(yīng)目標(biāo)平臺（JVM、JS、Native）的可執(zhí)行文件。Kotlin 1.5 版本就已經(jīng)開始支持 K2 編譯器，目前 Kotlin/JVM 已是穩(wěn)定版本，Kotlin/JS 是 Beta 版本。

Kotlin 的開發(fā)生態(tài)圈非?；钴S，目前 Kotlin 團隊共有約 100 位開發(fā)人員，超過 360 位開源貢獻(xiàn)者參與開發(fā)工具，2021 年約有 25 萬個與 Kotlin 有關(guān)的代碼倉庫在 GitHub 上被創(chuàng)建出來。

有兩份報告可供我們參考：

開發(fā)人員及開源貢獻(xiàn)者數(shù)據(jù)：

https://kotlinlang.org/lp/10yearsofkotlin/present/

Kotlin 開發(fā)生態(tài)系調(diào)查：

https://www.jetbrains.com/zh-cn/lp/devecosystem-2021/kotlin/

而 2021 年， Kotlin 整個生態(tài)的活躍，也從側(cè)面印證了這些官方團隊和開源貢獻(xiàn)者的工作成果。生態(tài)進展如下：

JetBrains 方面：

• UI 框架：Compose Multiplatform 1.0
• Server-side：Ktor 2.0 beta，Kotless 0.2.0
• Data Science 及 ML：Kotlin API for Spark，Kotlin DataFrame library，KotlinDL
• 工具：Dokka 1.6（文檔引擎），Kover（代碼覆蓋率），Qodana（靜態(tài)分析器）

社區(qū)方面：

• Spring Native
• Arrow (Kotlin library for functional programming) release 1.0
• Koin (dependency injection framework) release 3.0
• KorGE (Game engine) release 2.0
• Okio (I/O library for Kotlin Multiplatform) release 3.0
• Apollo (GraphQL client) release 3.0

此外，Kotlin 也很重視中國開發(fā)者的生態(tài)建設(shè)，2021 年，他們與 Kotlin User Group 合作，舉辦了中文開發(fā)者大會，吸引了 1500 觀眾參加。

Kotlin 2022 年的發(fā)展重點可以總結(jié)為如下四點：

• 持續(xù)發(fā)展 K2 編譯器：優(yōu)化性能、編譯速度及支持插件的能力
• 改善開發(fā)者體驗：優(yōu)化 Kotlin IDE 插件，提升穩(wěn)定度及性能，讓修改、測試除錯循環(huán)可以更高效
• 深化支持 Kotlin 在 Server-side 的應(yīng)用：更多是 Spring 及 Ktor 方面的應(yīng)用
• 推出新版 Kotlin Multiplatform Mobile（KMM）：預(yù)計在 2022 年春天推出 Kotlin Multiplatform Mobile Beta，并持續(xù)改善共享代碼的開發(fā)體驗

（具體路線圖可參考：https://kotlinlang.org/docs/roadmap.html）

而在這背后，是 Kotlin 積極地向多平臺語言演進的努力，用本文的話語體系來講，就是“通用型語言”。我們可以看到 JetBrains 提供了多個支持多平臺的庫如 kotlinx.coroutines，kotlinx.serialization，kotlinx-datetime，而 Kotlin 社區(qū)也緊跟著這樣的趨勢發(fā)展，出現(xiàn)了愈來愈多的庫、框架來支持多平臺，如 Arrow、Okio、Apollo 等在新版本中都支持了多平臺開發(fā)。

令 Kotlin 社區(qū)工作者苦惱的是，自 2017 Google 發(fā)表聲明后，Kotlin 總被當(dāng)成是安卓專用開發(fā)語言。實際上，Kotlin 極有可能在接下來的兩個領(lǐng)域成為主流編程語言：

• Desktop：設(shè)計 Kotlin 的初衷就是要拿來開發(fā) IntelliJ IDEA，隨著 Compose Multiplatform 的發(fā)布，使用 Kotlin 開發(fā) Desktop 軟件將更加輕松；
• Server-side：Kotlin 100% 與 Java 互操作的特性讓許多 Java Server-side 開發(fā)者轉(zhuǎn)而使用 Kotlin，現(xiàn)也有 Spring 官方的支持及 JetBrains 推出的 Ktor 框架，使用 Kotlin 開發(fā) Server-side 應(yīng)用將有機會成為主流。2021 年 使用 Kotlin 做 Server-side 開發(fā)的用戶提升了 40%，可見其潛力；

同時，Kotlin 對 WebAssembly 的支持工作也提上了議程，未來也將成為 Web 端編程語言的可選項之一。

就這一點而言，我們倒不妨大膽暢想 Kotlin 2022 年的發(fā)展態(tài)勢，看其在未來幾年內(nèi)，能否重現(xiàn)當(dāng)初 Objective-C 兩奪年度最佳編程語言的盛況。

Julia

在剛剛過去的 2021 年，Julia 編程語言社區(qū)依然保持了高速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，目前 Julia 的全球總用戶量已超過一百萬，有一萬多家公司和一千五百多所高校下載和使用了 Julia。此外，一些世界名校，如北京大學(xué)，MIT、Stanford 和 Berkeley 等，已經(jīng)在教學(xué)中使用 Julia 語言。Julia 默認(rèn)的注冊表中新增了 1128 個包，累計達(dá)到了 5397 個。詳細(xì)的信息可以前往 JuliaHub.com 查看，獲取各個庫下載信息的方法也已在官方論壇中公布。

2021 年，Julia 發(fā)布了兩個重要版本，分別是 Julia@v1.6 和 Julia@v1.7。此外，在 Julia@v1.7.0 于 11 月 30 日發(fā)布的同時，社區(qū)正式宣布 Julia@v1.6 為新的長期支持版（LTS）。Julia 官方博客中詳細(xì)介紹了 Julia@v1.7 的一些新特性，這里我們列出尤其值得關(guān)注的幾點：

1. 全新的多線程特性：解決了許多運行時的競態(tài)條件，優(yōu)化了多線程之間任務(wù)的調(diào)度，同時讓默認(rèn)的隨機數(shù)生成器對多線程更加友好，此外還新增了一類原子操作作為基本的語言特性；
2. 包管理的更新：新版的包管理工具會自動識別出該包是否已經(jīng)注冊，如果是的話，則會提示你是否要自動安裝；
3. 對 Apple Silicon 的支持：Julia@v1.7 是首個能運行在 Apple Silicon 上的版本，但對該平臺的支持還僅處于 tier 3 (即僅處于實驗性質(zhì)，編譯 / 測試有可能失敗)；
4. BLAS/LAPACK：運行時的后端切換；
5. 編譯延遲和運行時體積優(yōu)化；
6. 更好的類型推斷、代碼分析和檢查；

而在社區(qū)和生態(tài)方面，Julia 的進展和動態(tài)極多。關(guān)于社區(qū)，我們尚可簡述重點：FluxML 社區(qū)于 12 月 1 日正式宣布掛靠在 NumFocus；JuliaComputing 完成 A 輪融資。

以及國內(nèi)鏡像站進一步增加，包括：

• 北京外國語大學(xué) （https://mirrors.bfsu.edu.cn/julia）
• 清華大學(xué) （https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/julia）
• 上海交通大學(xué)（https://mirrors.sjtug.sjtu.edu.cn/julia）
• 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) （https://mirrors.ustc.edu.cn/julia）
• 南方科技大學(xué) （https://mirrors.sustech.edu.cn/julia）
• 南京大學(xué) （https://mirrors.nju.edu.cn/julia）

但關(guān)于生態(tài)，以及 Julia 在行業(yè)內(nèi)的實踐，則受限于篇幅，需要你移步附錄中的特別策劃了?？偟膩碚f，Julia 的發(fā)展和 Kotlin 有共通之處，都在由特定領(lǐng)域的專用語言，轉(zhuǎn)而向多領(lǐng)域通用語言發(fā)展。

WebAssembly

于 WebAssembly 而言，2021 年發(fā)生了一件大事。

就在 2021 年的 10 月， Photoshop 發(fā)布了 Web 版本，大量使用了 WebAssembly。Photoshop 是傳統(tǒng)的巨型桌面軟件，代碼庫完全基于 C 編寫。這次成功發(fā)布 Web 版本，驗證了大型、高復(fù)雜度、基于傳統(tǒng)高級語言編寫的軟件，是完全可以通過 WebAssembly 運行在 Web 端的。

而在區(qū)塊鏈智能合約領(lǐng)域，WebAssembly 因為對 Web 的兼容，且允許使用 C 、Rust 編寫高性能程序，已成為事實上的王牌語言。在 IoT、可信計算、輕量級容器等領(lǐng)域內(nèi)，WebAssembly 都有十分契合的特性。這讓開發(fā)者群體對 WebAssembly 的關(guān)注度迅速增長。

2021 年，WebAssembly 語言技術(shù)值得關(guān)注的發(fā)展包括：

1. WebAssembly 開源項目開始支持 GC（垃圾回收器），為實現(xiàn) WebAssembly 支持像 Java、Kotlin 這樣的前端語言做準(zhǔn)備；
2. WebAssembly SMID 可變長度取得關(guān)鍵進展，幫助 WebAssembly 應(yīng)用充分獲得 CPU 向量化計算加速能力；
3. WebAssembly 模塊化取得關(guān)鍵進展，為進一步構(gòu)建 WebAssembly 的生態(tài)提供了核心的支撐；
4. 源碼調(diào)試能力的增強，WebAssembly Micro Runtime 和 WASMTIME 等開源項目都提供了源碼的調(diào)試能力，極大促進應(yīng)用開發(fā)的效率

另一個重要動態(tài)是“字節(jié)碼聯(lián)盟（Bytecode Alliance）”正式成為了非營利性實體組織，致力于開發(fā)基于 WebAssembly 和 WASI 的安全開源軟件棧，建立一個默認(rèn)安全的 WebAssembly 生態(tài)系統(tǒng)，讓應(yīng)用程序開發(fā)人員和服務(wù)提供商能夠自信地在任何基礎(chǔ)設(shè)施、任何操作系統(tǒng)或設(shè)備上運行不受信任的代碼。字節(jié)碼聯(lián)盟發(fā)展十分迅速，其成員包括 Fastly、英特爾、微軟、Google、Amzaon、Arm、 西門子等企業(yè)。業(yè)界普遍期望字節(jié)碼聯(lián)盟可能會更有效率地推進 WebAssembly 的更新和迭代工作。

更多的編程語言，如 Python、Swift……我們難以在同一篇文章中全部盤點，只能寄希望于 2022 年，我們繼續(xù)關(guān)注編程語言領(lǐng)域的核心動態(tài)。相信在 2022 ，各大編程語言也會為開發(fā)者帶來新的驚喜。

附錄：2021 編程語言盤點特別策劃及 Java 2021 部分動態(tài)盤點

解讀 Julia 的 2021：逐步邁向主流編程語言：https://url.cy/Sr7oU1

解讀 Go 語言的 2021：穩(wěn)定為王：https://mp.weixin.qq.com/s/9LKyPfhwldgZY7H4iS7sjg

解讀 Rust 的 2021 （上）：https://mp.weixin.qq.com/s/aTCogUxyUwE6Sa4Nfs9CYA

Java 2021 部分動態(tài)盤點：https://www.infoq.cn/theme/125