Rust 언어는 최근 몇 년간 개발자들 사이에서 가장 인기있는 프로그래밍 언어 중 하나입니다. 안전성, 성능, 그리고 동시성을 동시에 만족시키며, 시스템 프로그래밍뿐 아니라 웹, 게임, 임베디드 시스템 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 하지만 Rust를 처음 배우는 많은 개발자들이 러닝커브에 어려움을 겪기도 합니다.
저도 Rust 개발을 한지 5년이 넘었지만 많은 장점이 있음에도 불구하고 곳곳에 러닝커브가 있는 부분에 동의하고 있습니다. 그래서 이 포스팅을 시작으로 Rust 언어를 쉽게 다가가고 실무에서 어떻게 쓰면 좋을지등에 대해 연재를 하려고 합니다.
이번 포스팅에서는 첫 시작으로 Rust 언어란 무엇인지, Rust Programming의 장점은 무엇인지, 그리고 Rust가 배우기 어렵다고 느껴지는 이유와 이를 어떻게 극복할 수 있는지 소개하도록 하겠습니다.
Rust 언어란?
Rust는 2010년 모질라(Mozilla)에서 시작된 시스템 프로그래밍 언어로, 현재는 Rust 재단이 관리하고 있습니다. Rust의 설계 철학은 메모리 안전성과 성능, 동시성의 균형을 맞추는 데 초점이 맞춰져 있습니다. 특히 기존의 C와 C++ 같은 언어에서 자주 발생하는 메모리 누수 및 경쟁 조건(Race Condition)을 방지하는 데 중점을 두고 있습니다. Rust는 이런 점에서 시스템 프로그래밍 언어의 한계를 극복했다고 평가받고 있습니다. 저같은 경우도 C/C++로 시스템을 개발했을때와는 별개로 Rust로 개발하면서 개발완료 후에 메모리나 Race condition 등에 대한 걱정으로부터 많이 자유로워지는 것을 느꼈습니다.
Rust의 주요 특징 및 장점
Rust는 모질라(Mozilla)에서 개발한 시스템 프로그래밍 언어로, 주로 메모리 안전성과 성능에 중점을 두고 설계되었습니다. 다시한번 Rust의 주요 특징과 장점을 정리해 보겠습니다.
메모리 안전성
Rust는 소유권(Ownership) 모델이라는 독특한 메커니즘을 통해 메모리 관리 문제를 해결합니다. 이는 개발자가 직접 메모리를 할당하거나 해제하지 않아도 메모리 누수를 방지해줍니다. Null 참조와 데이터 경쟁(Data Race) 같은 문제를 컴파일 단계에서 방지하기 때문에 안정적인 코드를 작성할 수 있습니다. 이는 향후 유지보수 관점에 상당한 이점을 제공해줍니다.
높은 성능
Rust는 C/C++ 처럼 시스템 언어로 동작하지만, 메모리 안전성을 보장하는 데 있어서 더 우수합니다. Rust는 런타임이나 가비지 컬렉션 없이 실행되기 때문에 성능 저하 없이 코드를 실행할 수 있습니다.
병렬 처리 지원
Rust는 안전한 멀티스레드 프로그래밍을 지원합니다. 스레드 간 데이터 경쟁을 방지하여 병렬 프로그래밍 환경에서도 높은 안정성을 제공합니다. C/C++에서 병렬 프로그래밍 하면서 겪는 다양한 스레드간 이슈를 Rust에서는 걱정없이 개발할 수 있습니다.
커뮤니티와 다양한 도구 지원
Rust는 활발한 커뮤니티와 다양한 도구(Cargo, Rustfmt, Clippy 등)를 제공합니다. 특히, Cargo를 사용하면 의존성 관리, 테스트, 빌드, 배포까지 한 곳에서 해결할 수 있습니다. 이 또한 C/C++보다 개발 퍼포먼스를 많이 끌어올리는데 일조를 한다고 생각합니다.
Rust를 배우기 어려운 이유
Rust는 강력한 장점이 있는 만큼, 배우기 어렵다는 평가를 받는 이유가 몇 가지 있습니다. Rust를 처음 접하는 개발자들은 다음과 같은 이유들로 중간에 포기하거나 제대로 이해하지 못한 상황에서 개발을 하고 있는 현실입니다. 이는 다른 언어에서는 접하기 힘들었던 컨셉들도 있고 한글로 된 친절한 자료가 별로 없는 것도 배우기 어려운 이유중의 하나가 아닐까 생각합니다.
소유권과 빌림 시스템의 복잡성
Rust의 소유권(Ownership) 개념은 메모리 안전성을 보장하는 핵심이지만, 초보자에게는 익숙하지 않을 수 있습니다. 특히 빌림(Borrowing)과 라이프타임(Lifetime) 개념은 Rust만의 독특한 특징으로, 이를 이해하는 데 시간이 걸릴 수 있습니다. Rust 초보 개발자들이 Rust를 어려워하는 첫 관문입니다. 참고로 다음 연재되는 Rust 관련 포스팅에서는 쉽게 이해할 수 있게 정리해서 Rust 언어를 깊이있게 이해하는 것을 목적으로 하고 있습니다.
에러 메시지의 양과 복잡성
Rust 컴파일러는 매우 강력한 에러 메시지를 제공합니다. 하지만 초보자들에게는 때때로 지나치게 세부적이거나 복잡하게 느껴질 수 있습니다. 어느정도 익숙해지면 많은 도움을 받을 수 있습니다.
비교적 낮은 추상화 수준
Rust는 성능을 우선시하는 언어로, 많은 저수준 작업을 직접 처리해야 할 때가 있습니다. 이는 높은 추상화를 제공하는 언어(Python, Java 등)와의 차이를 다소 느끼게 합니다.
러닝 리소스 부족
Rust의 인기는 급격히 성장했지만, 여전히 다른 언어에 비해 초보자를 위한 체계적인 학습 자료가 부족하다고 느껴질 수 있습니다. 특히 한국어로 된 체계적이고 쉽게 정리된 자료가 별로 없어 한국 개발자들이 배우기가 더 어려운 편입니다. 그래서 연재되는 Rust 관련 포스팅들로 그 부분을 채우려고 합니다. 계속해서 연재되는 포스팅을 관심있게 구독해 주세요.
그렇다면 Rust를 왜 배워야 할까요?
Rust는 단순히 유행하는 언어가 아니라, 현대 소프트웨어 개발에서 중요한 문제들을 해결할 수 있는 강력한 도구입니다. 개발자들이 배워보고 싶은 언어 1위에는 그만한 이유가 있겠죠? 다음은 Rust를 배워야 하는 이유입니다.
안정성
Rust는 컴파일 타임 안정성을 제공하여 런타임 에러를 방지합니다. 이는 특히 금융, 블록체인, 네트워크 시스템 등 안정성이 중요한 분야에서 큰 장점으로 작용합니다.
성능
Rust는 높은 성능을 요구하는 애플리케이션, 예를 들어 게임 엔진, 데이터베이스, 임베디드 시스템 개발에 적합합니다. C++의 대안으로 Rust가 많이 사용되고 있습니다.
커리어 기회
Rust는 다양한 산업에서 수요가 증가하고 있는 언어입니다. 특히, AWS, Google, Microsoft 같은 주요 IT 기업들이 Rust를 채택하면서 Rust 개발자에 대한 수요가 늘어나고 있습니다. Linux kernal에도 Rust를 도입하려는 움직임이 있고 Samsung의 SmartThings Hub 제품들도 신뢰성과 안정성을 높이기 위해 Rust로 개발이 되고 있다고 합니다.
Rust의 활용 사례
Rust는 다양한 산업 분야에서 활용되며, 특히 성능과 안정성이 중요한 프로젝트에서 뛰어난 성과를 보이고 있습니다. 아래에서는 Rust의 구체적인 활용 사례를 분야별로 자세히 살펴보겠습니다.
시스템 프로그래밍
Rust는 시스템 프로그래밍 언어로 설계되었기 때문에, 운영체제(OS), 파일 시스템, 드라이버와 같은 저수준 시스템 소프트웨어 개발에 적합합니다. 다음은 주요 사례들입니다.
- Redox OS: Rust로 작성된 마이크로커널 기반의 운영체제입니다. 기존 운영체제보다 안전하고 간결한 설계를 목표로 하고 있으며, Rust의 메모리 안전성을 활용하여 안정성과 성능을 높였습니다.
- Dropbox: Dropbox는 파일 시스템 백엔드와 데이터 저장소의 성능을 개선하기 위해 Rust를 도입했습니다. Rust의 병렬 처리와 메모리 안전성이 큰 역할을 했습니다.
웹 애플리케이션 및 서버 개발
Rust는 현대적인 웹 개발 프레임워크를 통해 강력하고 안전한 웹 애플리케이션을 구축할 수 있습니다.
- Actix-Web: Rust의 인기 있는 웹 프레임워크로, 비동기 HTTP 서버 및 REST API를 구축하는 데 사용됩니다. 높은 성능과 안정성 덕분에 대규모 트래픽을 처리할 수 있는 서버 개발에 적합합니다.
- Discord: Discord의 일부 시스템은 Rust로 작성되어 안정성과 성능을 동시에 제공합니다. 특히 음성 및 비디오 통화 처리에서 Rust가 큰 역할을 하고 있습니다.
게임 개발
Rust는 높은 성능과 안정성을 요구하는 게임 개발에서도 활용됩니다.
- Amethyst 엔진: Rust 기반의 데이터 중심(Entity-Component-System) 게임 엔진으로, 대규모 게임 프로젝트에 적합합니다. Rust의 안정성과 성능 덕분에 게임 로직 및 그래픽 렌더링을 효율적으로 처리할 수 있습니다.
- Embark Studios: 스웨덴의 게임 개발사로, Rust를 활용하여 고성능 게임 엔진 및 도구를 개발하고 있습니다. Rust의 메모리 안전성과 멀티스레드 지원이 게임 개발 환경에 적합하다고 평가받고 있습니다.
블록체인
블록체인 기술에서는 보안과 성능이 중요한데, Rust는 이를 충족하는 데 최적화된 언어입니다.
- Solana: Solana의 스마트 컨트랙트는 Rust로 작성됩니다. Rust는 빠른 트랜잭션 처리 속도와 높은 보안을 제공하여 Solana의 퍼포먼스를 뒷받침합니다.
- Substrate: 블록체인 개발을 위한 프레임워크로, Rust를 사용하여 커스터마이징 가능한 블록체인을 쉽게 구축할 수 있습니다.
임베디드 시스템
Rust는 임베디드 시스템 개발에서도 사용됩니다. 성능과 안정성이 중요한 마이크로컨트롤러 및 IoT 장치에서 Rust가 주목받고 있습니다.
- Samsung SmartThings Hub: ST-Station이나 V3-Hub에 들어가는 HubCore는 Rust로 작성되어 안정적인 서비스를 제공하고 있습니다.
- Drone OS: Rust로 작성된 임베디드 운영체제로, 드론과 같은 IoT 기기에 적합합니다. Rust의 크로스컴파일링 기능과 메모리 안전성이 중요한 역할을 합니다.
데이터 처리 및 분석
Rust는 고성능 데이터 처리 및 분석 도구를 개발하는 데도 사용됩니다.
- Apache Arrow: Rust를 기반으로 한 데이터 분석 라이브러리로, 대규모 데이터 처리에 적합한 고성능 연산을 제공합니다.
- Timely Dataflow: 실시간 데이터 스트리밍 및 분석을 위한 프레임워크로, Rust의 병렬 처리와 성능을 활용합니다.
인공지능 및 머신러닝
Rust는 머신러닝 및 인공지능(AI) 개발에서도 점차 활용 범위를 넓히고 있습니다.
- Tch-rs: Rust와 PyTorch를 통합한 라이브러리로, 딥러닝 모델을 효율적으로 개발할 수 있습니다.
- Rust Machine Learning Ecosystem: 다양한 머신러닝 라이브러리와 도구가 개발되고 있으며, Rust의 성능 덕분에 대규모 데이터 모델링이 가능해지고 있습니다.
마치며
Rust는 처음에는 배우기가 다소 어렵지만 배울 가치는 충분한 언어입니다. 이번 포스팅에서는 Rust 언어란 무엇인지, Rust Programming의 장점, 그리고 Rust를 배우기 어렵게 느껴지는 이유에 대해 알아보았습니다. Rust는 현대 프로그래밍 언어가 직면한 문제를 해결하는 데 탁월한 선택지라고 생각합니다. 특히, 메모리 안전성과 높은 성능을 동시에 제공하면서도 배우기 쉽고, 강력한 커뮤니티와 도구 지원을 통해 초보자와 전문가 모두에게 매력적인 언어가 아닐까 합니다.
다음 포스팅에서 다룰 내용
Rust는 배우기 어렵지만, 그만큼 깊이 있는 학습과 실습을 통해 강력한 도구가 될 수 있습니다. 다음 포스팅에서는 “Rust의 기초: 첫 번째 프로젝트 시작하기”라는 주제로 실제 Rust를 설치하고 간단한 프로젝트를 생성해서 배워보는 시간을 갖도로 하겠습니다.