왜 많은 개발자들이 Rust(러스트)로 이동할까?

소프트웨어 개발 역사에서 메모리 안전성과 성능을 동시에 만족시키는 언어를 만드는 것은 오랫동안 어려운 과제로 여겨졌습니다. 시스템 프로그래밍의 핵심 언어인 C와 C++는 뛰어난 성능을 제공하지만, 수동 메모리 관리로 인해 개발자가 많은 오류와 보안 문제에 직면해야 했습니다.

이러한 한계를 극복하며 등장하자마자 개발자들의 관심을 불러온 언어가 있습니다. 바로 ‘Rust(러스트)’입니다. 

Rust는 단순한 프로그래밍 언어를 넘어 안정성과 성능을 모두 보장하는 새로운 시스템 프로그래밍 패러다임을 제시하며 주목받고 있는데요. 그렇다면, Rust는 기존 언어와 어떤 차별점을 가지고 있을까요? 지금부터 Rust의 핵심 특징과 강점을 살펴보겠습니다.

Rust(러스트)란? C++의 한계를 극복하기 위해 개발된 언어

Rust(러스트)는 2010년대 초, Mozilla의 엔지니어였던 Graydon Hoare가 C++의 메모리 안전성 문제를 해결하기 위해 개발한 언어입니다.

개발 이전부터 Graydon Hoare는 C++을 주로 사용했지만, C++는 시스템 프로그래밍에서 강력한 성능을 제공하는 반면, 메모리 관리 문제로 인해 버그와 보안 취약점이 자주 발생하는 단점이 있었습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 Rust는 소유권(Ownership)과 빌림(Borrowing) 시스템을 도입하여 메모리 안전성을 보장하면서도, C++에 뒤지지 않는 높은 성능을 유지하는 데 초점을 맞췄습니다.

C++의 한계를 극복하려는 Rust의 철학은 많은 개발자들의 공감을 불러일으키며 큰 관심을 끌었고, 현재는 Mozilla뿐만 아니라 다양한 대기업과 스타트업에서도 활발히 사용되고 있습니다.

Rust가 추구하는 철학과 설계 목표

Rust의 등장은 단순한 새로운 프로그래밍 언어의 탄생을 넘어, 안전성과 성능을 동시에 추구하는 새로운 프로그래밍 패러다임의 시작을 의미합니다. 그렇다면, Rust가 추구하는 철학과 설계 목표는 무엇일까요? Rust의 설계 목표는 크게 세 가지로 요약할 수 있습니다

1) 메모리 안전성과 성능의 균형

Rust는 메모리 안전성을 보장하는 소유권 시스템을 도입하여, 개발자가 메모리 관리를 신경 쓰지 않아도 안전한 코드가 자동으로 생성될 수 있도록 합니다. 

이를 통해 메모리 누수나 데이터 경합 등의 문제를 사전에 차단할 수 있습니다. 동시에 Rust는 성능 면에서 C와 C++에 뒤지지 않도록 최적화된 코드 생성을 보장합니다.

2) 제로 비용 추상화 (Zero-cost Abstractions)

Rust는 고 수준의 추상화 기능을 제공하면서도, 성능 저하 없이 최적화할 수 있도록 설계되었습니다. 즉, 복잡한 구조체나 함수를 활용하더라도 불필요한 오버헤드 없이 효율적으로 실행되며, 컴파일러가 최적화 과정에서 성능을 극대화할 수 있도록 돕습니다. 이러한 접근 방식 덕분에 개발자는 높은 수준의 추상화를 활용하면서도 시스템의 성능을 유지할 수 있습니다.

3) 동시성 안전성을 위한 설계

Rust는 멀티스레딩을 안전하게 처리할 수 있도록 설계된 시스템을 제공합니다. 특히, Rust의 빌림(Borrowing) 시스템은 여러 스레드가 동시에 동일한 데이터에 접근할 때 발생할 수 있는 경쟁 조건(Race Condition)을 컴파일 타임에 사전에 감지하고 방지할 수 있도록 돕습니다. 

이를 통해 개발자는 동시성 프로그래밍을 보다 안전하고 효율적으로 작성할 수 있으며, 런타임 오류 없이 안정적인 멀티 스레드 애플리케이션을 개발할 수 있습니다.

Rust는 이러한 철학을 바탕으로 개발된 언어로 특히, 안정성과 성능을 동시에 만족하는 시스템 프로그램에 초점을 맞추고 있는데요. 그렇다면, 실제 프로그램에 적용하면 어떤 효과를 발휘할까요? Rust를 사용했을 때 얻을 수 있는 핵심 특징을 살펴보겠습니다.

Rust의 핵심 특징

- 소유권, 빌림, 수명 시스템

Rust의 가장 큰 특징 중 하나는 소유권(Ownership) 시스템입니다. 이 시스템은 프로그램의 메모리를 자동으로 관리하며, 메모리 누수나 데이터 경합을 방지하는 중요한 역할을 합니다. 소유권 시스템에서는 각 변수와 객체가 하나의 소유자만 가지도록 제한되어,프로그램이 종료될 때 해당 메모리를 자동으로 정리합니다.
또한, 빌림(Borrowing) 시스템을 통해 변수의 소유권을 다른 함수나 구조체에 임시로 빌려주는 방식으로 메모리를 효율적으로 관리할 수 있습니다.

하지만 빌림만으로는 참조가 유효한 범위를 완전히 보장할 수 없기에 수명(Lifetime) 시스템을 활용해 참조가 유효한 범위를 명시적으로 정의하여 데이터 경합을 방지합니다.
이러한 시스템 덕분에 Rust 컴파일러는 컴파일 타임에 메모리 오류를 미리 감지할 수 있으며,
개발자가 메모리 관리를 보다 안전하게 수행할 수 있도록 지원합니다.

 - 강력한 정적 타입 시스템과 제네릭 지원

Rust의 타입 시스템은 정적 타입 시스템을 기반으로 하며, 컴파일 타임에 타입 오류를 사전에 감지하여 코드의 안정성을 크게 향상시킵니다. 이 덕분에 런타임에서 발생할 수 있는 오류를 최소화할 수 있습니다.

또한, Rust는 제네릭을 지원하여 코드의 재사용성을 높이고, 다양한 타입을 안전하게 다룰 수 있도록 합니다. 코드를 보다 유연하게 작성할 수 있도록 도와주면서도, 런타임 오버헤드 없이 성능을 유지하도록 설계되어, 추상화된 코드를 작성해도, 성능에는 전혀 영향을 주지 않습니다.

 - 함수형과 명령형 스타일의 융합

Rust는 함수형 프로그래밍과 명령형 프로그래밍을 결합한 언어로, 함수형 프로그래밍의 불변성(immutability) 개념을 반영하고, 고차 함수 및 패턴 매칭을 지원합니다. 동시에, 시스템 프로그래밍 언어로서 명령형 프로그래밍의 제어 구조와 저수준 최적화를 활용할 수도 있습니다.

Rust의 유연한 접근 방식 덕분에 개발자는 자신의 스타일에 맞춰 다양한 방식으로 코드를 작성할 수 있어, 높은 안전성과 성능이 요구되는 시스템 프로그래밍에 더욱 최적화된 소프트웨어를 개발할 수 있습니다.

Rust를 더욱 강력하게 만드는 생태계와 커뮤니티

- Cargo 생태계: 개발 환경을 간소화하는 강력한 도구

Cargo는 Rust의 패키지 관리자이자 빌드 시스템으로, 반복적인 설정과 빌드 작업을 자동화하여 개발 생산성을 높이고, 개발자가 핵심 로직에 집중할 수 있도록 지원하는 필수적인 도구입니다.

프로젝트 설정과 관리를 효율적으로 할 수 있도록 돕는 Cargo는 자동화된 의존성 관리와 일관된 빌드 프로세스를 제공합니다. 이를 통해 빌드, 테스트, 문서 생성 등의 작업을 표준화된 명령어로 처리할 수 있으며, 협업 시에도 일관된 환경을 유지할 수 있습니다. 또한, CI/CD 환경에서도 원활한 개발을 할 수 있습니다.

- Create 생태계: 검증된 라이브러리의 집합소소

Rust의 Crate는 기능별로 구성된 라이브러리로, 다양한 분야의 문제를 해결할 수 있는 모듈을 제공합니다. 수많은 Crate가 오픈 소스 커뮤니티에 의해 개발·유지되고 있어, 웹 개발, 시스템 프로그래밍, 데이터 처리 등 다양한 영역에서 필요한 기능을 손쉽게 구현할 수 있습니다.

특히, 이미 검증된 Crate를 활용하면 반복적인 기능을 직접 구현하는 시간을 줄일 수 있고, 코드의 안정성과 재사용성을 높여, 개발 생산성을 극대화할 수 있습니다.

- 오픈 소스 커뮤니티: 활발한 토론과 지속적인 기능 발전

Rust는 강력한 오픈 소스 커뮤니티를 보유하고 있으며, RustConf와 같은 행사 및 온라인 포럼에서는 Rust에 대한 토론과 새로운 기능에 대한 피드백이 활발하게 이루어지고 있습니다.

이와 더불어 Rust의 공식 문서는 체계적으로 정리되어 있어, 개발자들이 학습할 때 쉽게 접근하고 활용할 수 있도록 지원합니다. 이러한 커뮤니티 활동을 통해  Rust는 사용자들의 피드백을 반영하며 지속적으로 발전하는 생태계를 구축하고 있습니다.

Rust vs Go, 무엇이 좋을까?

Rust와 Go는 성능을 중시하는 현대적인 프로그래밍 언어로, 최근 몇 년 동안 많은 주목을 받아왔습니다. 두 언어는 각각 고유한 강점과 특징을 가지고 있으며, 용도에 따라 적합한 활용 방식이 달라집니다. 지금부터 Rust와 Go의 차이점을 간단히 살펴보겠습니다.

- 메모리 관리와 성능 부분

Go는 간결하고 효율적인 코드 작성이 가능하며, 개발 속도가 빠른 언어입니다.
그러나 메모리 관리와 성능 측면에서는 Rust보다 부족한 점이 있습니다.

Rust는 소유권(Ownership), 빌림(Borrowing), 그리고 수명(Lifetime) 시스템을 통해
컴파일 타임에 메모리 접근 오류나 데이터 경합(Race Condition)을 방지합니다.
반면, Go는 가비지 컬렉터(GC)를 사용해 런타임에 메모리를 관리가 이루어지기 때문에 런타임에 발생할 수 있는 문제가 존재할 수 있습니다.

 

- 동시성 제어 부분

또한, Rust는 컴파일 타임에 동시성 문제를 사전에 체크하는 메커니즘을 제공하여,
여러 스레드가 동시에 데이터를 접근할 때 발생할 수 있는 오류를 미리 차단합니다.
Go는 goroutine과 채널(Channel)을 사용해 간단하게 동시성 프로그래밍을 지원하지만,
잘못 사용할 경우 데이터 경합 문제가 발생할 가능성이 있으며, 시스템 수준의 동시성 제어에서는 Rust만큼 강력한 보장을 제공하지 않습니다.

- Rust, 안정성과 성능이 요구되는 프로젝트를 위한 최적의 단어

Go는 간단한 서비스나 애플리케이션을 개발하는 데 적합한 언어로, 특히 Java나 C#을 대체할 목적으로 설계되어 웹 기반 REST API 구현에 최적화되어 있습니다. 하지만 메모리 관리와 성능 측면에서는 Rust보다 부족한 점이 있어, 보다 높은 안정성과 성능이 요구되는 프로젝트에서는 Rust가 더욱 유용한 선택이 될 수 있습니다.

특히, 시스템 소프트웨어, 네트워크 서비스, 실시간 애플리케이션, 임베디드 시스템과 같이 작은 메모리 오류나 동시성 문제가 전체 시스템의 안정성에 큰 영향을 미치는 환경에서는, 컴파일 타임에 이러한 문제를 사전에 차단할 수 있는 Rust가 더욱 적합한 언어로 평가됩니다.

Rust의 실제 활용 분야 

Rust, 어디에 사용하면 좋을까요?

- 시스템 프로그래밍 및 임베디드 시스템

Rust는 시스템 프로그래밍에 최적화된 언어로, 운영체제, 드라이버, 파일 시스템 등 저수준 프로그래밍이 필요한 분야에서 뛰어난 성능과 안정성을 제공합니다.
특히, 메모리 안전성을 확보하면서도 C와 C++에 필적하는 성능을 발휘하기 때문에, 리눅스 커널이나 네트워크 드라이버와 같은 ‘시스템의 핵심 구성 요소’에서 메모리 관리와 동시성 처리의 강점을 살려 활용됩니다.

또한, 임베디드 시스템에서도 높은 성능을 발휘합니다. 성능이 중요한 임베디드 환경에서도 제로 비용 추상화(Zero-cost abstraction)와 메모리 안전성을 제공하면서 성능 저하 없이 작동하기 때문에, 하드웨어와 밀접하게 연동되는 소프트웨어 개발에 효과적으로 활용되고 있습니다.

- 웹 개발과 서버 사이드 응용

Rust는 ‘Rocket’과 ‘Actix’ 같은 웹 프레임워크를 제공하며, 서버 사이드 및 웹 개발에서도 강력한 가능성을 보여주고 있습니다.

Rocket은 Rust의 안전성을 기반으로 웹 애플리케이션 개발을 지원하며, Actix는 동시성을 강조한 고성능 웹 서버 프레임워크로 이들 프레임워크는 Rust의 메모리 안전성과 뛰어난 성능을 웹 개발에 접목하여, 빠르고 안전한 서버 사이드 애플리케이션 구축을 최적화합니다.

또한, Rust의 비동기 프로그래밍 기능은 고성능 서버 애플리케이션 개발을 더욱 용이하게 만듭니다. async/await 기능을 활용하면 비동기 프로그램을 간단히 구현할 수 있어,
대용량 트래픽을 처리해야 하는 서버 개발에 효과적으로 사용되고 있습니다.

대용량 트래픽과 동시성 처에 대한 강점 덕분에 Cloudflare는 Rust를 활용해 고속 네트워크 패킷을 효율적으로 처리하고 있으며, Amazon Web Services(AWS)에서도 일부 시스템을 Rust로 개발하여 운영하고 있습니다.

- 블록체인, 게임, 네트워크 프로그래밍

Rust는 시스템 프로그래밍과 웹 개발을 넘어 다양한 분야에서도 활발히 활용되고 있습니다. 특히, 블록체인 개발에서는 성능과 안정성이 중요한 요소로 작용하는데요. 

분산 네트워크 상에서 데이터의 불변성과 보안, 높은 처리 능석을 요구하는 블록체인 개발에서 Rust는 컴파일 타임의 엄격한 메모리 안정성과 제로 비용 추상화를 통해 런타임 오류나 메모리 관련 문제 없이 빠르고 안정적인 코드를 작성할 수 있습니다.

Rust는 게임 개발에서도 활발히 활용되고 있는데요. Rust를 사용하면 고성능 게임 개발과 동시에 메모리 안전성을 확보할 수 있어 다양한 오류를 사전에 방지할 수 있습니다.

더불어, 네트워크 프로그래밍에서도 뛰어난 성능을 발휘하는데요. WebAssembly를 활용한 브라우저 기반 고성능 애플리케이션 개발부터 웹 서버 및 네트워크 서비스 구축까지, 다양한 환경에서 안정적이고 효율적인 성능을 제공하고 있습니다.

Rust 사용 시 주의사항

Rust는 성능이 정말 뛰어닌 프로그래밍 언어지만, 몇 가지 주의할 점들이 있습닏. Rust를 더욱 효과적으로 사용하기 위해서는 반드시 알아야하는데요. Rust의 주의사항과 함께 보완할 수 있는 방법들을 알려드리겠습니다.

1) 학습 곡선이 가파름

Rust는 소유권과 빌림 시스템 덕분에 메모리를 안전하게 관리할 수 있지만, 이 개념들이 처음에는 다소 복잡하게 느껴질 수 있습니다. 이럴 때는 공식 문서나 튜토리얼, 예제들을 통해 차근차근 익혀보세요. 또한, IDE 플러그인이나 Rust Analyzer 같은 도구를 사용하면 코드 작성과 디버깅을 한층 수월하게 할 수 있습니다.

2) 느린 컴파일 속도

Rust의 정적 타입 시스템과 엄격한 소유권 검사는 안전한 코드를 보장하지만, 그만큼 컴파일 시간이 길어질 수 있다는 단점도 있습니다. 특히, 대규모 프로젝트에서는 빌드 시간이 중요한 요소가 되는데요.

이럴 때는 전체 빌드 대신 빠른 문법 검사로 피드백을 받을 수 있는 ‘Cargo check’를 활용하거나, 변경된 부분만 다시 컴파일하는 ‘증분 컴파일’을 적용하면 빌드 시간을 효과적으로 줄일 수 있습니다.

또한, CI/CD 환경에서는 빌드 캐싱 및 병렬 빌드 기법을 도입하면 전체 빌드 시간을 단축할 수 있으니, 이를 적극 활용해 보시길 추천드립니다.

3) 까다로운 에러 처리

Rust는 에러 처리를 위해 Result와 Option 타입을 사용하며, 개발자가 모든 에러를 명시적으로 처리하도록 요구합니다. 이로 인해 코드가 다소 길어지고 복잡해질 수 있으며,
특히 비동기 코드에서 여러 에러를 처리할 때 가독성이 떨어질 수 있습니다.

이럴 때는 ‘anyhow’나 ‘thiserror’ 같은 에러 처리 라이브러리를 활용하면, 보다 간결하고 효율적인 에러 핸들링이 가능합니다. 

또한, 에러 처리 로직을 별도의 함수나 모듈로 분리하면 코드의 가독성을 높이고 유지보수도 더욱 쉬워질 수 있습니다.

안전성과 성능을 동시에 만족시키는 

뛰어난 언어를 찾으신다면 Rust가 ‘답’입니다.

Rust는 뛰어난 안정성과 성능 덕분에 시스템 프로그래밍, 웹 개발, 임베디드 시스템 등 다양한 분야에서 활발히 활용되고 있습니다. 

특히, Rust의 소유권 시스템과 독창적인 메모리 관리 방식은 다른 언어들과 차별화되는 강력한 장점으로, 개발자들에게 높은 신뢰성과 효율성을 제공합니다.

다만, 학습 곡선이 가파르고 컴파일 시간이 길어 처음 접할 때 어려움을 느낄 수 있습니다. 그러나 초기 학습 과정을 극복하면, Rust는 고성능 시스템을 구축하려는 개발자들에게 강력한 도구가 될 것입니다.

안전한 시스템 구축부터 고성능 웹 애플리케이션 개발까지 가능한 Rust는 성능과 안정성을 모두 갖춘 최고의 선택이 될 수 있습니다. Rust를 활용해 혁신적인 소프트웨어를 개발하는 데 도움이 되길 바랍니다.

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