Rust ve Java'da Geçişli Bağımlılık Sürüm Çözümlemesi: İkisinin Karşılaştırılması

透過比較你已知的事物來學習。我最近因為假設 Rust 在處理傳遞性依賴版本解析方面與 Java 相同而吃了虧。在這篇文章中，我想比較這兩者。

依賴、傳遞性和版本解析

在深入探討每個技術棧的細節之前，讓我們先描述這個領域及其相關問題。

\ 當開發任何超過 Hello World 級別的專案時，你很可能會面臨他人曾經遇到過的問題。如果這個問題很普遍，很有可能有人已經善心地將解決方案打包成程式碼，供他人重複使用。現在，你可以使用這個套件並專注於解決你的核心問題。這就是當今產業構建大多數專案的方式，即使它帶來了其他問題：你站在巨人的肩膀上。

\ 程式語言通常附帶可以將這些套件添加到你專案中的構建工具。大多數工具將你添加到專案中的套件稱為依賴。而專案的依賴可能有自己的依賴：後者被稱為傳遞性依賴。

在上圖中，C 和 D 是傳遞性依賴。

\ 傳遞性依賴本身存在問題。最大的問題是當一個傳遞性依賴從不同路徑被需要，但版本不同時。在下圖中，A 和 B 都依賴於 C，但依賴於不同版本的 C。

構建工具應該在你的專案中包含哪個版本的 C？Java 和 Rust 有不同的答案。讓我們依次描述它們。

Java 傳遞性依賴版本解析

提醒：Java 程式碼編譯為位元組碼，然後在運行時被解釋（有時也會編譯為本機程式碼，但這超出了我們當前的問題範圍）。我將首先描述運行時依賴解析和構建時依賴解析。

\ 在運行時，Java 虛擬機提供了類路徑的概念。當需要載入一個類時，運行時會按順序搜尋配置的類路徑。想像以下類：

public static Main {     public static void main(String[] args) {         Class.forName("ch.frankel.Dep");     } } 

\ 讓我們編譯並執行它：

java -cp ./foo.jar:./bar.jar Main 

\ 上述命令會首先在 foo.jar 中尋找 ch.frankel.Dep 類。如果找到，它會停止搜尋並載入該類，無論該類是否也存在於 bar.jar 中；如果沒找到，它會進一步在 bar.jar 類中尋找。如果仍未找到，它會失敗並拋出 ClassNotFoundException。

\ Java 的運行時依賴解析機制是有序的，並且具有每個類的粒度。無論你是運行 Java 類並在命令行上定義類路徑（如上所示），還是運行在其清單中定義類路徑的 JAR，這都適用。

\ 讓我們將上述程式碼更改為以下內容：

public static Main {     public static void main(String[] args) {         var dep = new ch.frankel.Dep();     } } 

\ 因為新程式碼直接引用 Dep，新程式碼需要在編譯時解析類。類路徑解析的工作方式相同：

javac -cp ./foo.jar:./bar.jar Main 

\ 編譯器會在 foo.jar 中尋找 Dep，如果沒找到，則在 bar.jar 中尋找。這是你在 Java 學習旅程開始時學到的內容。

\ 之後，你的工作單位是 Java 存檔，即 JAR，而不是類。JAR 是一個增強版的 ZIP 存檔，帶有指定其版本的內部清單。

\ 現在，假設你是 foo.jar 的使用者。foo.jar 的開發者在編譯時設置了特定的類路徑，可能包括其他 JAR。你需要這些信息來運行自己的命令。庫開發者如何將這些知識傳遞給下游使用者？

\ 社區提出了一些想法來回答這個問題：第一個被採納的回應是 Maven。Maven 有專案物件模型的概念，你可以在其中設置專案的元數據以及依賴。Maven 可以輕鬆解析傳遞性依賴，因為它們也發布了自己的 POM，包含自己的依賴。因此，Maven 可以追蹤每個依賴的依賴，直到葉子依賴。

\ 現在，回到問題陳述：Maven 如何解決版本衝突？Maven 會為 C 解析哪個依賴版本，1.0 還是 2.0？

\ 文檔很清楚：最近的那個。

在上圖中，到 v1 的路徑距離為二，一個到 B，然後一個到 C；同時，到 v2 的路徑距離為三，一個到 A，然後一個到 D，最後一個到 C。因此，最短路徑指向 v1。

\ 然而，在初始圖中，兩個 C 版本與根工件的距離相同。文檔沒有提供答案。如果你對此感興趣，它取決於 A 和 B 在 POM 中的聲明順序！總之，Maven 返回重複依賴的單一版本，以將其包含在編譯類路徑中。

\ 如果 A 可以使用 C v2.0 或 B 可以使用 C 1.0，那很好！如果不行，你可能需要升級 A 的版本或降級 B 的版本，以便解析的 C 版本可以與兩者兼容。這是一個痛苦的手動過程——問我怎麼知道的。更糟的是，你可能會發現沒有一個 C 版本可以同時與 A 和 B 兼容。是時候替換 A 或 B 了。

Rust 傳遞性依賴版本解析

Rust 在幾個方面與 Java 不同，但我認為以下幾點對於我們的討論最為相關：

• Rust 在編譯時和運行時具有相同的依賴樹
• 它提供了一個開箱即用的構建工具，Cargo
• 依賴是從源碼解析的

\ 讓我們逐一檢視它們。

\ Java 編譯為位元組碼，然後你運行後者。你需要在編譯時和運行時都設置類路徑。使用特定類路徑編譯並使用不同的類路徑運行可能導致錯誤。例如，想像你使用你依賴的類進行編譯，但該類在運行時不存在。或者，它存在，但版本不兼容。

\ 與這種模塊化方法相反，Rust 將 crate 的程式碼和每個依賴編譯為一個獨特的本機包。此外，Rust 也提供了自己的構建工具，從而避免了記住不同工具怪癖的需要。我提到了 Maven，但其他構建工具在上述用例中可能有不同的版本解析規則。

\ 最後，Java 從二進制文件解析依賴：JAR。相反，Rust 從源碼解析依賴。在構建時，Cargo 解析整個依賴樹，下載所有需要的源碼，並按正確的順序編譯它們。

\ 考慮到這一點，Rust 如何解決初始問題中的 C 依賴版本？如果你來自 Java 背景，答案可能看起來很奇怪，但Rust 兩者都包含。實際上，在上圖中，Rust 將使用 C v1.0 編譯 A，並使用 C v2.0 編譯 B。問題解決了。

結論

JVM 語言，特別是 Java，提供了編譯時類路徑和運行時類路徑。它允許模塊化和重用性，但也為類路徑解析問題打開了大門。另一方面，Rust 將你的 crate 構建為一個獨立的二進制文件，無論是庫還是可執行文件。

\ 進一步了解：

• Maven - 依賴機制介紹
• 高效 Rust - 第 25 條：管理你的依賴圖

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最初發表於 A Java Geek，2025 年 9 月 14 日