Rust

Rust 는 운영체제나 브라우저 엔진처럼 빠르게 돌아야 하는 프로그램을 짜는 프로그래밍 언어입니다. 코드를 실행 전에 기계어로 미리 컴파일합니다. 가비지 컬렉션 없이도 컴파일할 때 메모리 실수를 미리 잡아냅니다.

상세

Rust 는 프로그래밍 언어입니다. 이 절은 Rust 가 메모리를 다루는 규칙인 소유권과 빌림을 먼저 봅니다. 그다음 없음과 오류를 다루는 방식을 보고, 마지막으로 언제 Rust 를 고르고 언제 안 고르는지 적습니다.

값 하나에 주인 하나 — 소유권

Rust 에서 모든 값에는 주인이 하나 있습니다. 이 규칙을 소유권이라고 부릅니다. 변수 하나가 값을 담으면 그 변수가 주인이고, 다른 변수에 그 값을 대입하면 주인이 옮겨갑니다.

let s1 = String::from("hi");
let s2 = s1;
println!("{}", s2); // hi

주인이 s1 에서 s2 로 옮겨간 뒤로는 s1 을 다시 쓸 수 없습니다. 컴파일러가 이 줄에서 코드를 거절합니다. 두 변수가 같은 메모리를 같이 가리키다가 나중에 함께 반납하려 들면 이중 해제가 나기 때문입니다.

주인이 함수를 벗어나 사라질 때도 같은 규칙이 적용됩니다. 그 순간 메모리를 돌려주는 코드를 컴파일러가 자동으로 끼워 넣습니다. 짜는 사람이 반납을 직접 부르지 않아도 되고, 반납을 잊는 실수도 나지 않습니다.

stateDiagram-v2
    [*] --> 소유: let s1 = 값
    소유 --> 이동됨: let s2 = s1
    이동됨 --> [*]: s1은 더 못 씀
    소유 --> 반납됨: 함수를 벗어난다
    반납됨 --> [*]

잠깐 빌려주는 참조

값을 넘길 때마다 주인이 옮겨가면 함수에 값을 넘기고 나서 다시 쓰지 못합니다. 그래서 주인을 넘기지 않고 잠깐 빌려주는 방법이 따로 있습니다. 이걸 빌림이라고 부릅니다.

fn print_len(s: &String) {
    println!("{}", s.len()); // 2
}

let name = String::from("hi");
print_len(&name);
println!("{}", name);        // hi

&name 은 name 의 주인을 넘기지 않고 잠깐 빌려줍니다. print_len 이 끝나도 name 은 그대로 남아 다음 줄에서 다시 씁니다.

빌림에는 규칙이 하나 붙습니다. 같은 값을 읽기 전용으로 여럿 빌리거나 고쳐 쓰기용으로 하나만 빌릴 수 있고, 둘을 동시에 빌릴 수는 없습니다. 읽는 쪽이 값을 보는 동안 다른 쪽이 그 값을 고치면 읽는 쪽이 엉뚱한 값을 보기 때문입니다. 이 규칙도 컴파일할 때 검사합니다.

없음 대신 Option, 예외 대신 Result

Rust 에는 다른 언어의 null 에 해당하는 값이 없습니다. 값이 있을 수도 없을 수도 있으면 Option 이라는 타입으로 감쌉니다. 값이 있으면 Some, 없으면 None 입니다.

let found: Option<i32> = Some(3);
match found {
    Some(n) => println!("{}", n), // 3
    None => println!("없음"),
}

match 는 두 경우를 다 적어야 합니다. None 을 빠뜨리면 컴파일이 안 됩니다. null 을 빠뜨려 검사 없이 그 값을 쓰다 나는 오류가 Rust 에는 나지 않습니다.

실패할 수 있는 함수는 예외를 던지는 대신 Result 를 돌려줍니다. 성공이면 Ok, 실패면 Err 입니다. 부르는 쪽이 match 로 두 경우를 갈라 처리하지 않으면 컴파일러가 값을 조용히 흘려보내게 두지 않습니다.

되돌릴 수 없는 오류에는 다른 길이 있습니다. panic 을 부르면 그 순간 스레드가 멈추고 프로그램이 종료됩니다. 배열 밖을 읽는 것처럼 계속 진행하면 위험한 경우에 씁니다.

Rust 가 맞는 곳과 안 맞는 곳

Rust 는 C나 C++가 맡던 운영체제 구성 요소나 브라우저 엔진, 자원이 적은 장치의 프로그램에 맞습니다. Firefox 가 렌더링 엔진 일부를 Rust 로 다시 짠 것이 이런 예입니다. 메모리 실수를 컴파일할 때 잡아 주므로 같은 일에서 C 나 C++ 보다 사고가 줄어듭니다.

빠르게 시제품을 만들어야 하거나 요구 사항이 자주 바뀔 때는 덜 맞습니다. 소유권과 빌림 규칙을 지키느라 처음 코드를 짜는 시간이 늘어나고, 컴파일 시간도 깁니다. 이미 가비지 컬렉션이 있는 언어로도 충분히 빠르게 도는 서비스라면 굳이 옮길 이유가 크지 않습니다.

관련 항목

Rust 를 이루는 구성 요소

소유권 · 빌림 · 수명 · panic · Option · Result · 트레이트 · 제네릭

Rust 코드를 실행 파일로 만드는 도구

rustc · Cargo · 링커

Rust 가 바탕에 두는 개념

컴파일러 · 기계어 · 포인터 · 스택 · 힙 · 정적 타입

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