Rust 소유권(Ownership) 시스템 이해하기
들어가며
Rust가 다른 언어와 차별화되는 가장 큰 특징은 바로 소유권(Ownership) 시스템입니다. 가비지 컬렉터(GC) 없이 메모리 안전성을 보장하기 위해 Rust는 컴파일 타임에 엄격한 규칙을 적용합니다. 이번 글에서는 소유권, 빌림(Borrowing), 그리고 슬라이스(Slice)에 대해 알아보겠습니다.
1. 소유권(Ownership)
소유권은 Rust 프로그램의 메모리 관리 규칙 모음입니다.
소유권 규칙
- Rust의 각각의 값은 해당 값의 오너(Owner)라고 불리는 변수가 있다.
- 한 번에 딱 하나의 오너만 존재할 수 있다.
- 오너가 스코프 밖으로 벗어나는 때, 값은 버려진다(dropped).
변수의 스코프
{ // s는 아직 선언되지 않아서 유효하지 않음
let s = "hello"; // s는 이 지점부터 유효함
// s를 가지고 무언가 작업을 함
} // 이 스코프가 종료되고, s는 더 이상 유효하지 않음
이동(Move)
Rust에서는 힙에 저장된 데이터(예: String)를 다른 변수에 할당하면, 데이터 자체가 복사되는 것이 아니라 소유권이 이동합니다.
let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1; // s1의 소유권이 s2로 이동 (Move)
// println!("{}, world!", s1); // 컴파일 에러! s1은 더 이상 유효하지 않음
println!("{}, world!", s2); // 가능
이는 이중 해제(Double Free) 에러를 방지하기 위함입니다.
복사(Copy)
스택에 저장되는 정수형과 같은 고정 크기 타입은 Copy 트레이트가 구현되어 있어, 변수 할당 시 값이 복사됩니다.
let x = 5;
let y = x; // x의 값이 y로 복사됨
println!("x = {}, y = {}", x, y); // 둘 다 사용 가능
2. 빌림(Borrowing)과 참조(References)
소유권을 넘기지 않고 값에 접근하고 싶을 때 참조(Reference)를 사용합니다. 이를 빌림(Borrowing)이라고 합니다.
불변 참조 (Immutable References)
& 기호를 사용하여 참조를 생성합니다.
fn main() {
let s1 = String::from("hello");
let len = calculate_length(&s1); // 소유권 대신 참조를 전달
println!("The length of '{}' is {}.", s1, len);
}
fn calculate_length(s: &String) -> usize {
s.len()
} // s가 스코프를 벗어나도, 소유권이 없으므로 아무 일도 일어나지 않음
가변 참조 (Mutable References)
값을 변경하려면 &mut을 사용해야 하며, 변수 자체도 mut이어야 합니다.
fn main() {
let mut s = String::from("hello");
change(&mut s);
}
fn change(some_string: &mut String) {
some_string.push_str(", world");
}
제약 사항: 특정 스코프 내에서, 가변 참조는 오직 하나만 만들 수 있습니다. 또한 불변 참조가 이미 존재할 경우 가변 참조를 만들 수 없습니다. (데이터 레이스 방지)
3. 슬라이스(Slice)
슬라이스는 컬렉션(배열, 문자열 등)의 연속된 일부분을 참조하는 것입니다. 소유권을 갖지 않습니다.
문자열 슬라이스
let s = String::from("hello world");
let hello = &s[0..5];
let world = &s[6..11];
배열 슬라이스
let a = [1, 2, 3, 4, 5];
let slice = &a[1..3]; // [2, 3]
마무리
소유권 시스템은 Rust를 배우는 데 있어 가장 큰 진입 장벽이지만, 이를 이해하면 메모리 안전하고 효율적인 코드를 작성할 수 있습니다. 다음 단계에서는 Rust의 구조체(Structs)와 열거형(Enums)에 대해 다뤄보겠습니다.