การถกเถียงเรื่องความปลอดภัยของหน่วยความจำทวีความรุนแรงขณะที่หนังสือการเขียนโปรแกรม Zig เล่มใหม่เปิดตัวท่ามกลางความไม่เสถียรของภาษา

การเปิดตัวหนังสือ Systems Programming with Zig โดย Manning Publications ได้จุดประกายการถกเถียงอย่างรุนแรงเกี่ยวกับลำดับความสำคัญของความปลอดภัยหน่วยความจำในการเขียนโปรแกรมระบบ แม้ว่าหนังสือเล่มนี้จะสัญญาว่าจะสอนนักพัฒนาวิธีการสร้างซอฟต์แวร์ที่ต้องการประสิทธิภาพสูงโดยไม่ต้องพึ่งพา framework ภายนอก แต่ชุมชนในวงกว้างยังคงแบ่งแยกกันเกี่ยวกับว่าแนวทางของ Zig ต่อความปลอดภัยหน่วยความจำนั้นเพียงพอหรือไม่สำหรับการพัฒนาซอฟต์แวร์ยุคใหม่

ความปลอดภัยหน่วยความจำ: ข้อกำหนดพื้นฐานหรือสเปกตรัมที่ยืดหยุ่น?

การถกเถียงหลักหมุนรอบคำถามว่าความปลอดภัยหน่วยความจำที่สมบูรณ์ควรเป็นข้อกำหนดที่ไม่อาจต่อรองได้สำหรับภาษาโปรแกรมมิ่งใหม่หรือไม่ นักวิจารณ์โต้แย้งว่าในปี 2025 ความปลอดภัยหน่วยความจำเป็นเพียงข้อกำหนดพื้นฐาน - ความต้องการขั้นพื้นฐานที่ภาษาการเขียนโปรแกรมระบบที่จริงจังใดๆ ต้องมี พวกเขาชี้ไปที่ภาษาอย่าง Rust และ Swift เป็นตัวอย่างของวิธีที่ความปลอดภัยหน่วยความจำสามารถทำได้โดยไม่ต้องเสียสละประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตาม ผู้สนับสนุน Zig โต้กลับการคิดแบบทวิภาคนี้ พวกเขาโต้แย้งว่าความปลอดภัยหน่วยความจำมีอยู่ในสเปกตรัมมากกว่าที่จะเป็นข้อเสนอแบบได้ทั้งหมดหรือไม่ได้เลย Zig ให้ความปลอดภัยหน่วยความจำเชิงพื้นที่ ซึ่งป้องกัน buffer overflow และการเข้าถึงอาร์เรย์นอกขอบเขต - ช่องโหว่ด้านความปลอดภัยที่พบบ่อยและใช้ประโยชน์ได้ง่าย แม้ว่าจะขาดความปลอดภัยหน่วยความจำเชิงเวลา (การป้องกันบั๊ก use-after-free) ผู้สนับสนุนโต้แย้งว่าการแลกเปลี่ยนนี้ช่วยให้การออกแบบภาษาง่ายขึ้นและมีลักษณะประสิทธิภาพที่ดีกว่า

หมายเหตุ: ความปลอดภัยหน่วยความจำเชิงพื้นที่ป้องกันการเข้าถึงตำแหน่งหน่วยความจำนอกขอบเขตที่จัดสรร ในขณะที่ความปลอดภัยหน่วยความจำเชิงเวลาป้องกันการเข้าถึงหน่วยความจำหลังจากที่ถูกปลดปล่อยแล้ว

การเปรียบเทียบความปลอดภัยด้านหน่วยความจำระหว่าง Zig กับ Rust

ความท้าทายในการนำไปใช้งานจริง

ช่วงเวลาของการเปิดตัวหนังสือเล่มนี้เน้นย้ำความตึงเครียดสำคัญในระบบนิเวศ Zig ภาษานี้ยังคงอยู่ในสถานะก่อน 1.0 โดยมีการเปลี่ยนแปลงที่ทำลายความเข้ากันได้บ่อยครั้ง ซึ่งทำให้โครงการระยะยาวมีความเสี่ยง เวอร์ชัน 0.15 แนะนำการเปลี่ยนแปลง API ที่สำคัญ ทำให้เกิดคำถามว่าการเผยแพร่คู่มือที่ครอบคลุมนั้นเร็วเกินไปหรือไม่

แม้จะมีความกังวลเรื่องความเสถียรเหล่านี้ โครงการที่มีชื่อเสียงหลายโครงการได้มุ่งมั่นกับ Zig แล้ว TigerBeetle ระบบประมวลผลธุรกรรมทางการเงิน ได้สร้างแพลตฟอร์มทั้งหมดของพวกเขาบน Zig และได้รับการลงทุน 30 ล้านดอลลาร์สหรัฐ CEO ของบริษัทปกป้องการเลือกของพวกเขา โดยเน้นว่าคุณภาพปัจจุบันของ Zig เกินความต้องการของพวกเขาแล้ว และพวกเขาต้องการให้ผู้ดูแลภาษาใช้เวลาในการตัดสินใจระยะยาวที่ถูกต้อง

โครงการ Zig ที่น่าสนใจและบริษัทต่างๆ

• TigerBeetle: ระบบประมวลผลธุรกรรมทางการเงิน มีพนักงาน 16 คน ได้รับการลงทุน 30 ล้านดอลลาร์สหรัฐ
• Bun: JavaScript runtime ที่มีคอมโพเนนต์ native ที่พัฒนาด้วย Zig
• Ghostty: โครงการ terminal emulator
• Lightpanda: การพัฒนา browser engine (พนักงาน 2-10 คน)
• แอปพลิเคชันระบบฝังตัวและแอปพลิเคชันที่ต้องการประสิทธิภาพสูงอื่นๆ

การแลกเปลี่ยนความซับซ้อน

ส่วนสำคัญของการถกเถียงในชุมชนมุ่งเน้นไปที่ความซับซ้อนของภาษาเทียบกับการรับประกันความปลอดภัย ผู้สนับสนุน Zig โต้แย้งว่าความปลอดภัยของ Rust มาพร้อมกับต้นทุนของความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้น เวลาคอมไพล์ที่ช้าลง และภาระทางปัญญาที่อาจเป็นอันตรายต่อคุณภาพของโค้ดและกระบวนการตรวจสอบ พวกเขาโต้แย้งว่าการออกแบบที่ชัดเจนและเรียบง่ายของ Zig ทำให้เขียนโค้ดที่ถูกต้องและตรวจจับบั๊กระหว่างการพัฒนาได้ง่ายขึ้น

เนื่องจากมันถูกแยกออกมาและทำให้เป็นนามธรรม ฉันจะไม่แปลกใจเลยหากนักพัฒนา Rust ส่วนใหญ่ไม่รู้ว่ามีโค้ด unsafe อยู่ข้างนอกมากแค่ไหนจริงๆ

มุมมองนี้ชี้ให้เห็นว่าการสร้างนามธรรมด้านความปลอดภัยของ Rust อาจสร้างความรู้สึกปลอดภัยที่เป็นเท็จ โดยซ่อนความจริงที่ว่า dependency หลายตัวยังคงมีบล็อกโค้ด unsafe ที่หลีกเลี่ยงการรับประกันความปลอดภัยของภาษา

ผลกระทบต่ออุตสาหกรรมและแนวโน้มอนาคต

การถกเถียงสะท้อนความตึงเครียดในอุตสาหกรรมในวงกว้างเกี่ยวกับวิธีการสร้างสมดุลระหว่างความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และผลิตภาพของนักพัฒนา ในขณะที่ช่องโหว่ด้านความปลอดภัยหน่วยความจำยังคงรบกวนโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ - โดย Microsoft รายงานว่า 70% ของปัญหาความปลอดภัยเกิดจากบั๊กหน่วยความจำ - คำถามยังคงอยู่ว่าทางออกอยู่ที่ข้อจำกัดของภาษาที่เข้มงวดกว่าหรือเครื่องมือและแนวปฏิบัติที่ดีกว่า

ความสำเร็จของโครงการอย่าง Bun (JavaScript runtime) และระบบฝังตัวต่างๆ ที่สร้างด้วย Zig ชี้ให้เห็นว่ามีความต้องการที่แท้จริงสำหรับแนวทางของภาษานี้ อย่างไรก็ตาม การขาดการเปิดตัวเวอร์ชัน 1.0 ที่เสถียรยังคงจำกัดการยอมรับในระดับองค์กรที่กว้างขึ้น โดยบางคนคาดการณ์ว่าอาจใช้เวลาอีกหลายปีก่อนที่ Zig จะบรรลุความเสถียรในการใช้งานจริง

เมื่อภูมิทัศน์การเขียนโปรแกรมระบบพัฒนาไป การเลือกระหว่างภาษาอย่าง Rust และ Zig อาจขึ้นอยู่กับข้อกำหนดโครงการเฉพาะ ความชอบของทีม และการยอมรับความเสี่ยงมากกว่าแนวทางที่ถูกต้องสากลใดๆ ต่อความปลอดภัยหน่วยความจำ

อ้างอิง: Systems Programming with Zig