@Shinjuku.rs 2020/03/24

1. rustdef: Rust on Jupyter notebook
@Shinjuku.rs 2020/03/24
Ryosuke Kamesawa

2. 自己紹介
亀澤諒亮 Ryosuke Kamesawa
- Twitter: @cruelturtle
- Rust 歴 1年
- 仕事で使い始めて半年
- エッジデバイス向けの機械学習モデルの開発
- 趣味
- ボルダリング
- 競プロ

3. Rust on Jupyter notebook???
Jupyter notebook
- Pythonのブラウザベースの実行環境
- 画像やグラフ、表の表示が簡単で
機械学習やデータ解析に使われる
- 普段Jupyterしか触らないPythonエンジニアにも
Rustを普及させたい！
→ Jupyter上で簡単にRustを動かしたい！
（Rust ライブラリのPython wrapperを書くのが面倒）

4. rustdef
作った https://github.com/emakryo/rustdef
- Jupyter の拡張機能として実装
- Jupyter の magic cellを使ってRustの関数を定義
- 定義した関数をPythonから実行
- ユースケース
- Pythonで遅い場合のピンポイントでの高速化
- Rustのライブラリを手軽に Python binding

5. デモ
- 手元にPython環境, Rust環境 (nightly) (Linux or Mac) がある人は
$ pip install jupyter rustdef
$ jupyter notebook
- https://github.com/emakryo/rustdef/blob/master/examples/Get%20started.ipynb

6. 使い方
- %%rustdefで始まるセル内でRustの関数、構造体などが定義できる
- #[pyfunction] マクロのついた関数がpythonから呼び出せるようになる
- 型の対応 (Python : Rust) (PyO3に準拠)
- int : {i32, i64, isize, u32, u64, usize}
- float : {f32, f64}
- str : {&str, String}
- list : {Vec<_>, &[_]}
- dict : HashMap<_, _>

7. How does it work?
1. magic cell 1つにつきセル内のコードが埋め込まれたcrateを1つ生成
2. maturinを使ってpython package (wheel) を生成
3. python packageをインストール
4. pyfunction マクロのついた関数をpythonの名前空間にインポート

8. 最後に
- rustdef
- Jupyter notebook上でRustの関数を定義、実行できる拡張機能
- TODO
- Rustの構造体をPythonのクラスとしてexport
- rustdef cell内での実行
- 依存クレートの指定オプションの追加
- ぜひ使ってみてください
- Issue/PR お待ちしています

9. PyO3 / Maturin
PyO3 https://github.com/PyO3/pyo3
- PythonのC FFI向けにRustをコンパイルするための便利ライブラリ
- 型変換やexternな関数の生成をやってくれる
Maturin https://github.com/PyO3/maturin
- PyO3を使って書かれたcrateをpython package(wheel)にビルドするツール

10. 類似ツール
Evcxr https://github.com/google/evcxr
- Jupyter notebookのkernel (実行エンジン) をRustにする
- Rust only
rust-magic https://pypi.org/project/rust-magic
- magic cellを使ってRustを実行
- Pythonとの連携はできない