Rust에 관하여
What is Rust
일하다가 우연히 알게 된 프로그래밍 언어인데, 공부할수록 재미있고 나 혼자 알고 있기 아까워서 얕게 훑어보는 글을 작성해보았다.
Rust 공식 사이트에서는 “매우 빠르며, 세그폴트를 방지하고, 스레드 안전성을 보장하는 시스템 프로그래밍 언어“로, Rust GitHub 저장소에서는 “A safe, concurrent, practical language.:안전하고, 병렬적이며, 실용적인 언어“로 소개하고 있다.
소개만 보면 시스템 프로그래밍 영역에서 성능을 희생하지 않으면서 골치아픈 부분들을 해결해주는 매우 좋은 언어다. 하지만 요즘 사기꾼들이 많아서 검증은 필요하다. 진실인지 거짓인지 살펴보자.
먼저 Wikipedia에서 짤막한 역사를 보면:
- 2006년 개발자 그레이든 호아레의 개인 프로젝트로 시작
- 2009년 호아레의 고용주 모질라가 개발에 참여
- 2010년 처음 일반에 공개
- 2012년 첫 알파 버전 발표
- …
- 2015년 1.0 버전 발표
- …
이처럼 최근에 시작된 프로젝트지만 다양한 곳에서 사용하고 있다.
Who use
Friends of Rust에서 Rust를 사용하는 단체들을 볼 수 있다. Mozila, LINE, NPM, Dropbox, SmartThings 같은 유명한 곳들이 눈에 띈다.
Wikipedia의 Projects using Rust 섹션을 보면 web engine, game engine, editor, OS(!) 등의 분야들에서 사용하고 있다. 이 분야들의 공통점은 고성능을 위해 오랫동안 C, C++ 언어가 강세였단거다. Rust가 시스템 프로그래밍 언어며 출시 초기에 Firefox 브라우저의 웹 엔진 개발에 쓰인 사실을 고려하면 C, C++에서 Rust로의 이동이 자연스러운 흐름으로 느껴진다.
Why use
앞서 살펴본 여러 단체들이 왜 사용할까? 단체가 아닌 개인 개발자들도 만족하며 사용하고 있는걸까?
개발 관련 질의응답 사이트로 유명한 Stack Overflow의 설문 결과를 보면 개발자가 가장 좋아하는(Most Loved) 언어 부문 2015년 3위, 2016~2018년 1위를 차지하고 있다. 2010년 일반에 공개된 언어인데다, 근소한 차이지만 Kotlin, Python, TypeScript 등 잘 나가는 언어들을 이겼기 때문에 더 흥미로운 결과다.
아래 이미지는 2018년 설문 결과다.
이쯤되면 더 궁금해지지 않는가?
개발자들이 가장 좋아한다고 해서 현업에서도 많이 사용한다는 의미는 아니다. 하지만 요즘같이 새로운 언어들(Google의 Kotlin, Microsoft의 TypeScript, Apple의 Swift)이 거대 기업들의 공식 지원을 받으며 나오는 혼란스러운 시대에 개발자에게 다른 언어들에 꿀리지 않고 꾸준히 어필할 수 있는 매력을 가지고 있다는 사실이 신기하다. Rust가 개인 프로젝트로 시작되었음을 생각해보자.
Rust의 장점은 무엇이길래 인기가 있을까? Rust 언어가 소개했던 특징들을 하나하나 확인해 보자.
Blazingly fast
Google에 rust benchmark, rust performance만 검색해봐도 많은 결과들이 나온다.
시험 환경에 따라서 많이 달라질 수 있지만, 일반적으로 C, C++과 비슷한 수준이라는 것을 알 수 있다. 공식 사이트 FaQ에서는 대놓고 C, C++에 경쟁력있을 정도로 빠르다고 적어놨다. Benchmarks Game이나 기타 이것 저것 링크가 있으니 참고하자.
Prevents segfaults and Thread safety
Rust 언어는 garbage collector가 없지만 메모리, 스레드 문제를 컴파일 시간에 잡아낸다. Rust는 언어 자체의 규칙과 특징으로 이 어려운 목표를 이루어냈다. 규칙들을 간단하게 묶어서 적어보겠다. 아래에서 말하는 값은 힙 메모리를 할당하는 값들을 말한다.
- 한번에 하나의 이름(변수)으로만 값의 소유권(Ownership)을 가질 수 있다.
- 소유권은 넘겨받거나 빌릴 수 있다(References & Borrowing).
- 메모리를 변경 불가능한 참조(immutable reference)로는 여러 곳에서 동시에 접근 가능하다.
용어 설명없이 다짜고짜 규칙부터 말해서 이해가 어려울 수 있다. 핵심을 요약하면 “메모리를 한번에 한 곳에서만 수정할 수 있게 강제한다“이다. 이 규칙을 어기면 컴파일 시간에 추적해서 에러를 발생시킨다. Multi-thread 환경에서 발생하는 대부분의 문제들은 공유 자원을 여러 곳에서 동시에 수정하려고 할 때 발생한다. Rust는 이 문제에 대해 공유를 막는 방법으로 접근하고 있다는 말이다.
깐깐하다고 생각할 수도 있다. 하지만 C, C++로 만들어진 거대한 프로젝트에서 메모리나 스레드 문제가 실행 시간에 발생해서 원인을 찾아본 적이 있는가? 컴파일 시간에 일어나는 문제를 디버깅하는 쪽이 훨씬 더 쉽고 편하다. 그러니 안전을 위한 대가로는 적절한 규칙이다.
이제 Mutability, Ownership도 간단하게 짚고 넘어가보자. 더 자세한 내용은 범위를 넘어서니 다루지 않겠다.
Mutability
Rust의 변수는 기본적으로 변경불가능하고, 변경가능하게 만드려면 mut 키워드를 사용해야 한다. 다른 언어는 기본적으로 변경가능하고, 변경불가능하게 만드려면 const, final 같은 키워드를 사용해야 하는 것과는 대조적이다.
다른 언어에서도 안전한 프로그래밍을 위해 가능하다면 const, final 사용을 개발자에게 권장하고 있다. 그러니 불편하더라도 기본적으로 변경불가능한 변수를 만들도록 하는 방향이 더 좋다. 이렇게 개발자의 실수를 줄여주고, 앞서 말한 규칙들을 컴파일 시간에 지키기 쉽도록 유도한다.
Ownership
소유권은 Rust 언어 고유의 특징이다. 소유권을 이용해 메모리를 관리하는 개념은 C++의 RAII 패턴과 비슷하니 알고 있었다면 쉽게 이해된다.
먼저 변수의 범위(Variable Scope)를 알아야 한다. 변수의 이름은 범위 내에서만 유효하다는 규칙이다. 즉, 변수가 선언된 {} 내에서만 유효하다는 의미다. 추가로 값의 소유권을 가진 변수는 범위를 벗어나면 drop이라는 특별한 함수가 자동으로 호출된다.
{
let s = String::from("hello"); // s is valid from this point forward
// do stuff with s
} // this scope is now over, and s is no
// longer valid
예를 들어 위 코드에서는 s 변수가 선언될 때 메모리가 할당된다. 변수가 } 범위를 벗어나면 drop 함수가 자동으로 호출된다. drop 함수는 메모리를 해제한다. 아주 깔끔하다!
Practical language
어떤 특징들을 살펴봐야 실용적인 언어라는 것을 알 수 있을까? 고민해봤는데 그냥 내가 간단하게 사용할 수 있는지를 보자.
여러 IDE들을 지원한다. 현재 Eclipse, Visual Studio, IntelliJ IDEA, GNOME Builder, Emacs, Vim, Sublime Text, Atom, Visual Studio Code를 지원한다.
라이브러리를 쉽게 사용할 수 있다. Rust는 Cargo라는 패키지 매니저를 사용해서 빌드할 수 있다. 라이브러리는 crates라는 package로 표현하는데, Rust의 crates registry는 매우 크다. Cargo는 dependancy 관리까지 간단하게 해주니 아주 편하다.
많은 플랫폼을 지원한다. 하지만 아직 컴파일러와 패키지 매니저를 모든 플랫폼에 지원하지는 못해서 지원 레벨에 따라 나누어놓았다.
Conclusion
Rust가 아직 완벽하지는 않다. 하지만 커뮤니티가 활동적이고, 6주 간격의 빠른 릴리즈 주기로 업데이트하고 있으니 더 좋아질거란 확신이 든다. 시스템 프로그래밍 분야에서 미래가 기대되는 언어다.
댓글남기기