러스트(Rust) 프로그래밍 언어: 개발자를 위한 심층 분석
만약 당신이 Rust 언어를 배우려는 개발자라면, 이 글이 당신의 결정에 도움이 될 것입니다. 여기서는 시스템 프로그래밍에 널리 사용되는 언어 중 하나인 Rust의 주요 기능들을 자세히 살펴보겠습니다.
이 기사에서는 Rust 프로그래밍 언어의 특징과 강력한 유형 시스템, 메모리 안전성, 그리고 소유권(ownership)과 같은 핵심 개념을 탐구합니다. 또한, Rust 학습에 유용한 다양한 자료들을 소개할 것입니다.
자, 이제 시작해 볼까요!
러스트란 무엇인가?
Rust는 시스템 프로그래밍 언어입니다. 2006년 Graydon Hoare의 개인 프로젝트로 시작되어, 10년도 채 되지 않아 시스템 프로그래밍 및 관련 응용 분야에서 주요 선택지로 자리 잡았습니다. Rust 프로그래머의 평균 연봉은 대략 120,000달러에 달합니다.
C++에서 Rust로 전환하거나 새로운 언어를 배우고 싶다면, Rust는 매우 좋은 선택이 될 수 있습니다! StackOverflow 개발자 설문 조사에 따르면, Rust는 7년 연속으로 가장 선호하는 프로그래밍 언어로 선정되었습니다.
이미지 출처: StackOverflow
Rust는 C 및 C++와 같은 저수준 시스템 프로그래밍 언어의 속도와 Python과 같은 고수준 언어의 안전성을 결합했습니다.
Dropbox, Firefox 등 유명 프로젝트부터 WebAssembly, 임베디드 프로그래밍에 이르기까지 Rust는 소프트웨어 개발의 여러 영역에서 활발히 사용되고 있습니다. 또한, Rust는 Cargo를 통해 즉시 사용 가능한 패키지 관리 기능을 제공합니다.
Cargo: Rust 패키지 관리자
Cargo는 Rust의 패키지 관리자입니다. Rust 패키지 레지스트리인 크레이트(Crates)에서 패키지를 설치하는 데 사용됩니다. Cargo는 패키지 검색, 설치, 관리를 위한 도구일 뿐 아니라, 테스트 실행기, 문서 생성기, 빌드 시스템의 역할도 합니다.
이제 Rust에 대한 기본적인 내용을 살펴봤으니, Rust를 널리 사용되는 시스템 프로그래밍 언어로 만든 주요 기능들을 좀 더 자세히 알아보겠습니다.
유용한 오류 메시지
초보 프로그래머들은 흔히 오류를 마주하고, 디버깅에 상당한 시간을 소비합니다. 이때 컴파일러가 제공하는 오류 메시지와 경고는 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다. 유용한 메시지는 디버깅 속도를 향상시킵니다.
오류 메시지 예시
코드가 성공적으로 컴파일되지 않으면, Rust는 코드에서 수정해야 할 사항과 위치를 명확하게 알려주는 오류 메시지를 제공합니다.
이 예시에서 변수 `num2`는 `inner()` 함수 내에서 정의되었습니다. 따라서 이 변수는 해당 함수의 범위 내에서만 사용 가능합니다. 만약 함수 외부에서 접근을 시도하면 컴파일러는 오류를 발생시킵니다.
fn main() {
let num1 = 10;
fn inner(){
let num2 = 9;
}
println!("The value of num2 is: {}", num2);
}
오류 메시지는 수정이 필요한 부분에 대한 상세한 정보를 제공합니다.
error[E0425]: cannot find value `num2` in this scope
--> src/main.rs:6:42
|
6 | println!("The value of num2 is: {}", num2);
| ^^^^ help: a local variable with a similar name exists: `num1`
컴파일 중 경고
컴파일러는 코드에 잠재된 문제에 대한 유용한 경고도 제공합니다. 예를 들어, 변수를 정의했지만 프로그램 내에서 사용하지 않을 경우, Rust는 다음과 같은 경고 메시지를 표시합니다.
fn main() {
let num1 = 10;
let num2 = 9;
println!("The value of num1 is: {}", num1);
}
여기서 변수 `num2`는 선언되었지만 실제로 사용되지 않았습니다.
warning: unused variable: `num2` --> src/main.rs:3:9 | 3 | let num2 = 9; | ^^^^ help: if this is intentional, prefix it with an underscore: `_num2` |
강력한 타입 시스템
Rust를 개발 프로젝트에 활용해야 하는 또 다른 이유는 강력한 타입 시스템 때문입니다. Rust는 강타입 언어이므로, 암시적 타입 변환을 허용하지 않습니다. 타입 변환이란 언어가 데이터 타입의 값을 다른 타입으로 암묵적으로 변환하는 것을 의미합니다.
예를 들어, 다음 Python 코드에서는 0이 아닌 숫자의 참값이 True이므로 숫자 10이 정수임에도 불구하고 `if` 문이 오류 없이 실행됩니다.
num1 = 10
if num1:
num2 = 9
print(f"num2 is {num2}")
# Output: num2 is 9
반면 Rust는 타입을 강제하지 않기 때문에, 다음 코드는 오류를 발생시킵니다.
fn main() {
let num1 = 10;
if num1{
let num2 = 9;
}
}
이 오류는 부울 타입이 예상되었는데 정수가 발견되었다는 타입 불일치를 나타냅니다.
error[E0308]: mismatched types
--> src/main.rs:3:8
|
3 | if num1{
| ^^^^ expected `bool`, found integer
메모리 안전성
메모리 안전성은 Rust를 개발자들에게 매력적으로 만드는 또 다른 중요한 기능입니다. 작동 방식을 간단하게 설명해 보겠습니다.
변수는 사용하기 전에 초기화해야 함
Rust에서는 모든 변수를 사용하기 전에 반드시 초기화해야 합니다. C와 같은 언어에서는 `num`이 초기화되지 않은 상태로 사용되어도 오류 없이 컴파일되고 실행될 수 있습니다. 그러나 초기화되지 않은 변수의 값은 쓰레기 값입니다.
#include <stdio.h>
int main(void) {
int num;
printf("The value of num is %d", num);
return 0;
}
// Output: The value of num is 0
하지만 Rust에서 이와 유사한 코드를 시도하면 컴파일 시점에 오류가 발생합니다. Rust에는 가비지 컬렉션 기능이 없습니다.
fn main() {
let num:i32;
println!("The value of num is: {}",num);
}
error[E0381]: used binding `num` isn't initialized
--> src/main.rs:3:40
|
2 | let num:i32;
| --- binding declared here but left uninitialized
3 | println!("The value of num is: {}",num);
| ^^^ `num` used here but it isn't initialized
|
컴파일 시 메모리 안전성
Rust는 컴파일 시점에 메모리 안전성을 보장합니다. 다음 간단한 예시를 살펴보겠습니다. `if` 조건문의 결과가 참일 때 `num`의 값이 항상 100으로 설정되지만, `num`의 값을 출력하려 하면 오류가 발생합니다.
fn main() {
let num:i32;
if true{
num = 100;
}
println!("The value of num is: {}", num);
}
이는 런타임에 조건부 평가가 일어나며, 컴파일러는 `num`이 컴파일 시점에 값을 가진다는 것을 확신할 수 없기 때문입니다.
error[E0381]: used binding `num` is possibly-uninitialized
--> src/main.rs:6:41
|
2 | let num:i32;
| --- binding declared here but left uninitialized
3 | if true{
| ---- if this `if` condition is `false`, `num` is not initialized
4 | num = 100;
5 | }
| - an `else` arm might be missing here, initializing `num`
6 | println!("The value of num is: {}", num);
| ^^^ `num` used here but it is possibly-uninitialized
오류 메시지를 자세히 살펴보면 `else` 문을 추가하여 `num`에 값이 할당되도록 해야 합니다. 따라서 다음 코드는 오류 없이 실행됩니다. 이러한 방식으로 컴파일러는 `num`이 컴파일 시점에 반드시 값을 가질 것이라고 판단하여 오류를 발생시키지 않습니다.
fn main() {
let num:i32;
if true{
num = 100;
}
else{
num = 50;
}
println!("The value of num is: {}", num);
}
The value of num is: 100
변수의 불변성
Rust의 변수는 기본적으로 불변(immutable)이라는 점도 주목할 만합니다. 즉, 개발자는 특정 변수의 값을 실수로 덮어쓸까 봐 걱정할 필요가 없습니다. 예를 들어 다음과 같습니다.
fn main() {
let num1 = 10;
num1 = 5;
println!("The value of num1 is: {}", num1);
}
`num1`이 10으로 초기화되어 있으므로 값을 5로 다시 할당하려고 하면 ‘불변 변수 `num1`에 두 번 할당할 수 없습니다’라는 오류 메시지가 나타납니다.
error[E0384]: cannot assign twice to immutable variable `num1` --> src/main.rs:3:5 | 2 | let num1 = 10; | ---- | | | first assignment to `num1` | help: consider making this binding mutable: `mut num1` 3 | num1 = 5; | ^^^^^^^^ cannot assign twice to immutable variable
소유권과 빌림
소유권(ownership)은 Rust가 메모리 안전성을 보장하는 핵심 메커니즘입니다. Rust에서 소유권 규칙은 다음과 같이 요약할 수 있습니다.
모든 객체는 단 하나의 소유자만을 가져야 합니다. 소유자가 범위를 벗어나면 해당 객체는 자동으로 삭제됩니다.
간단한 예를 들어보겠습니다. 여기에서 문자열 `str1`을 초기화한 후 그 값을 `str2`로 이동합니다. 모든 객체는 하나의 소유자만 가질 수 있으므로, `str1`의 값이 `str2`로 이동되는 즉시 `str1` 객체는 더 이상 유효하지 않게 됩니다.
fn main() {
let str1 = String::from("Rust");
let str2 = str1;
println!("The value of str1 is: {}", str1);
}
error[E0382]: borrow of moved value: `str1`
--> src/main.rs:4:42
|
2 | let str1 = String::from("Rust");
| ---- move occurs because `str1` has type `String`, which does not implement the `Copy` trait
3 | let str2 = str1;
| ---- value moved here
4 | println!("The value of str1 is: {}", str1);
| ^^^^ value borrowed here after move
이것은 언뜻 보기에 직관적이지 않을 수 있지만, 소유권의 작동 방식을 더 잘 이해하려면 빌림(borrowing)과 참조(reference)의 개념을 배우는 것이 도움이 됩니다.
빠른 개발
지금까지 Rust 프로그래밍 언어의 몇 가지 유용한 기능에 대해 살펴보았습니다. 주요 특징들을 다시 정리하면 다음과 같습니다.
- Rust는 속도와 안전성 모두에 최적화되어 있습니다.
- 내장 패키지 관리 도구와 강력한 빌드 시스템을 제공합니다.
- 또한 풍부한 표준 라이브러리를 갖추고 있습니다.
본질적으로 Rust는 개발자가 필요로 하는 모든 것을 제공합니다. 따라서 Rust를 사용하면 최소한의 디버깅과 더 빠른 빌드를 통해 애플리케이션을 빠르게 개발할 수 있습니다.
크로스 플랫폼 개발
Rust를 사용하면 원하는 플랫폼에서 개발할 수 있습니다. Rust는 Linux, macOS 및 Windows와 같은 가장 일반적인 플랫폼을 지원합니다.
Rust 소스 코드를 다른 빌드 도구나 외부 컴파일러 없이 바로 실행 파일로 컴파일할 수 있으므로, 애플리케이션 개발이 비교적 쉽습니다.
활발한 커뮤니티는 Rust 학습 여정을 더욱 쉽게 만들어줍니다. Rust는 매년 빠르게 성장하고 있는 거대한 사용자 기반을 가지고 있습니다.
StackOverflow 개발자 설문 조사에서 Rust의 높은 인기는 지식과 경험을 공유하려는 숙련된 개발자들이 많은 대규모 사용자 커뮤니티가 있다는 것을 보여줍니다.
공식 문서 외에도, 사용자 제작 문서 사이트와 토론 포럼도 풍부합니다. Rust 서브레딧과 LinkedIn 그룹에서 관련 토론을 찾아볼 수도 있습니다.
Rust 학습을 위한 리소스
다음은 Rust 학습을 시작하는 데 도움이 되는 몇 가지 유용한 리소스 목록입니다. 이 목록이 모든 자료를 망라한 것은 아니지만, 학습 여정에 도움이 될 만한 몇 가지 튜토리얼, 강의 및 책을 포함하고 있습니다.
#1. Rust By Example
Rust By Example은 온라인 에디터에서 직접 코드를 작성하면서 Rust의 기본 사항과 표준 라이브러리를 익힐 수 있도록 다양한 예제를 제공합니다.
다루는 주제는 크레이트, Cargo(Rust 패키지 관리 도구), 제네릭, 트레이트, 오류 처리 등을 포함합니다.
#2. Rustlings
Rustlings는 Rust 프로그래밍 언어의 또 다른 공식 학습 리소스입니다. Rust By Example과 유사하지만, 로컬 개발 환경을 설정하고 예제 저장소를 복제하여 간단한 문제들을 해결하면서 개념들을 익히도록 설계되었습니다.
#3. Exercism Rust 트랙
Exercism의 Rust 트랙은 Rust에 대한 이해를 학습하고 테스트하는 데 도움이 되는 100개 이상의 연습 문제들을 제공합니다. Exercism은 연습 문제 풀이 외에도 숙련된 프로그래머로부터 멘토링을 받을 수 있는 무료 플랫폼입니다.
#4. 얼티밋 러스트 크래시 코스 (Ultimate Rust Crash Course)
Udemy에서 Nathan Stocks가 제공하는 Ultimate Rust Crash Course는 다음 주제들을 다룹니다.
- Rust 프로그래밍의 기초
- Rust의 모듈 시스템
- 데이터 타입 및 제어 흐름
- 참조와 빌림
- 구조체, 특성, 컬렉션
#5. Ultimate Rust 2: 중급 개념
Ultimate Rust 2는 Ultimate Rust Crash Course의 후속 과정으로, 다음과 같은 주제를 다룹니다.
- 클로저
- 반복자
- 오류 처리
- 단위 및 통합 테스트
- 로깅, 멀티스레딩, 채널
#6. Rust lang: 완전한 초보자 가이드 2023
Catalin Stefan이 제공하는 이 Udemy 강의는 Rust 프로그래밍에 대한 종합적인 입문 과정입니다. 다루는 주제는 다음과 같습니다.
- Rust의 기본 사항
- 데이터 타입, 제어 구조
- 함수, 트레이트
- 메모리 관리
- 동시성
#7. Rust 프로그래밍: 빠르고 안전한 시스템 개발
O’Reilly의 “Programming Rust”는 Rust 프로그래밍을 소개하는 유명한 책으로, 다음 내용을 다룹니다.
- 기본 데이터 타입
- 소유권과 빌림
- 비동기 프로그래밍
- 고성능 멀티스레딩 애플리케이션
- 클로저, 반복자
- 컬렉션
#8. Rust 프로그래밍 언어, 2판
Rust 프로그래밍 언어는 Rust 커뮤니티의 주요 기여자들에 의해 작성되었습니다. 이 책은 다음을 포함하여 Rust에 대해 알아야 할 모든 것을 다룹니다.
- 소유권과 빌림
- 제네릭, 트레이트
- 스마트 포인터, 멀티스레딩
- 테스트와 오류 처리
#9. 전체 Rust 프로그래밍 참조 가이드
Packt의 “전체 Rust 프로그래밍 참조 가이드”는 다음 주제들을 다룹니다.
- Rust에서 데이터 구조 구현하기
- Rust에서 재사용 가능하고 테스트 가능한 구성 요소 작성
- 다중 스레드 응용 프로그램 디자인
- WebAssembly, 네트워킹, 명령줄 애플리케이션에서 Rust 활용
#10. Rust 프로그래머를 위한 창의적인 프로젝트
Rust에 익숙한 개발자라면 자신이 관심 있는 분야에서 프로젝트를 구축하는 것만으로도 Rust를 충분히 이해할 수 있습니다. Packt의 “Rust 프로그래머를 위한 창의적인 프로젝트”는 다음과 같은 프로젝트를 통해 Rust를 학습하는 방법을 제시합니다.
- RESTful 웹 서비스 구축
- 2D 게임 개발
- WebAssembly를 이용한 웹 애플리케이션 개발
- 머신 에뮬레이터 구축
- 그 외 다양한 프로젝트!
결론
이 기사에서는 시스템 프로그래밍 언어로서 Rust의 개요와 메모리 안전성, 개선된 패키지 관리 등의 주요 기능들을 소개했습니다. 또한 Rust를 시작하는 데 도움이 될 만한 다양한 학습 자료들을 살펴보았습니다.
이제 다음 단계로, 위에 언급된 학습 리소스 중 하나 이상을 선택하여 Rust의 기본을 익혀보세요. 즐거운 Rust 프로그래밍 되시길 바랍니다!
또한, 최고의 Rust 서버 호스팅 제공업체에 대해서도 알아보시기 바랍니다.