전문가로 성장하기 위한 실전 러스트 가이드

 

안정성, 성능, 보안성이라는 삼박자를 갖춘 러스트. 이 강력한 언어의 잠재력을 끌어내는 것은 쉽지 않지만, 이 책과 함께라면 가능하다. 풍부한 예제를 통해 시스템 프로그래밍부터 웹 개발, 비동기와 동시성 프로그래밍, 성능 최적화까지 빠르게 학습할 수 있다. 또한, 효과적인 디자인 패턴과 코딩 팁, 다른 언어와의 원활한 통합 방법, 테스팅, 코드 분석, 프로젝트 관리를 위한 강력한 도구 등 실전에서 바로 활용 가능한 프로의 노하우를 소개한다. 러스트 전문가가 되기 위한 모든 것을 이 한 권에 담았으니, 지금 바로 이 책을 읽고 러스트 마스터의 길로 나아가자.

[목 차]

 

옮긴이 머리말 xii

베타리더 후기 xiv

시작하며 xvi

이 책에 대하여 xvii

감사의 글 xxi

표지에 대하여 xxii

 

CHAPTER 1 러스트스러운 느낌 1

1.1 러스트는 무엇인가? 2

1.2 러스트는 무엇이 독특한가? 4

__1.2.1 러스트는 안전하다 5 / 1.2.2 러스트는 현대적이다 6 / 1.2.3 순수 오픈 소스로서의 러스트 7 / 1.2.4 러스트와 다른 언어 비교 7

1.3 언제 러스트를 써야 하는가? 8

__1.3.1 러스트 사용 사례 9

1.4 필요한 도구들 10

1.5 요약 10

 

PART I 프로 러스트

CHAPTER 2 카고로 프로젝트 관리하기 13

2.1 카고 둘러보기 14

__2.1.1 기본 사용법 14 / 2.1.2 새 애플리케이션이나 라이브러리 만들기 15 / 2.1.3 빌드, 실행, 테스트 17 / 2.1.4 툴체인 간 변경 18

2.2 의존성 관리 19

__2.2.1 Cargo.lock 파일 다루기 22

2.3 기능 플래그 22

2.4 종속성 패치하기 25

__2.4.1 간접 종속성 28 / 2.4.2 종속성 패치의 모범 사례 28

2.5 크레이트 게시 29

__2.5.1 CI/CD 통합 29

2.6 C 라이브러리에 연결하기 32

2.7 바이너리 배포 35

__2.7.1 교차 컴파일 36 / 2.7.2 정적 연결 바이너리 만들기 37

2.8 러스트 프로젝트 문서화하기 38

__2.8.1 문서화 예제 41

2.9 모듈 42

2.10 작업 공간 46

2.11 전용 빌드 스크립트 48

2.12 임베디드 환경용 러스트 프로젝트 51

__2.12.1 메모리 할당 52

2.13 요약 52

 

CHAPTER 3 러스트 도구 이용하기 53

3.1 러스트 도구 개요 54

3.2 rust-analyzer를 이용하여 러스트 통합 개발 환경에 통합 55

__3.2.1 마법 완성 56

3.3 rustfmt로 코드 정리하기 59

__3.3.1 rustfmt 설치하기 61 / 3.3.2 rustfmt 설정하기 61

3.4 코드 품질을 향상하기 위한 Clippy의 사용 62

__3.4.1 Clippy 설치하기 62 / 3.4.2 Clippy의 린트 63 / 3.4.3 Clippy 설정하기 65 / 3.4.4 Clippy 제안을 자동으로 적용하기 65 / 3.4.5 Clippy를 CI/CD에서 사용하기 66

3.5 sccache로 컴파일 시간 단축하기 67

__3.5.1 sccache 설치하기 67 / 3.5.2 sccache 설정하기 68

3.6 VS Code 등의 통합 개발 환경과 통합하기 68

3.7 툴체인 사용하기: 안정이냐 nightly냐 69

__3.7.1 nightly 전용 기능 70 / 3.7.2 공개된 크레이트에 nightly 채널 사용하기 70

3.8 추가적인 도구들: cargo-update, cargo-expand, cargo-fuzz, cargo-watch, cargo-tree 71

__3.8.1 패키지를 최신으로 업데이트하기: cargo-update 72 / 3.8.2 매크로 디버깅하기: cargo-expand 72 / 3.8.3 cargo-fuzz로 테스트하기 73 / 3.8.4 cargo-watch로 반복적 개발 74 / 3.8.5 종속성 검사: cargo-tree 75

3.9 요약 76

 

PART II 코어 데이터

CHAPTER 4 데이터 구조 79

4.1 String, str, &str, &'static str에 대한 설명 80

__4.1.1 String과 str 80 / 4.1.2 효율적으로 문자열 사용하기 81

4.2 슬라이스와 배열 이해하기 84

4.3 벡터 87

__4.3.1 Vec으로 더 깊이 뛰어들기 87 / 4.3.2 벡터 래핑하기 89 / 4.3.3 벡터 관련 타입 89

4.4 맵 90

__4.4.1 사용자 지정 해시 함수 91 / 4.4.2 해시 가능한 타입 만들기 92

4.5 러스트 타입: 기본형, 구조체, 열거형, 별칭 93

__4.5.1 기본 타입 사용하기 93 / 4.5.2 튜플 사용하기 97 / 4.5.3 구조체 사용하기 98 / 4.5.4 열거형 사용하기 101 / 4.5.5 별칭 사용하기 104

4.6 Result로 오류 처리하기 105

4.7 From/Into로 타입 변환하기 107

__4.7.1 TryFrom과 TryInto 109 / 4.7.2 From과 Into를 사용하는 타입 변환의 모범 사례 110

4.8 러스트 타입으로 FFI 호환성 처리하기 110

4.9 요약 112

 

CHAPTER 5 메모리 작업 113

5.1 메모리 관리: 힙과 스택 114

5.2 소유권 이해하기: 복사, 대여, 참조, 이동 116

5.3 깊은 복사 118

5.4 복사 피하기 119

5.5 박스할 것인가 말 것인가: 스마트 포인터 121

5.6 참조 카운트 125

5.7 쓰기 시 복제 128

5.8 맞춤 할당자 132

__5.8.1 맞춤 할당자 작성하기 133 / 5.8.2 보호 메모리를 위한 맞춤 할당자 만들기 136

5.9 스마트 포인터 요약 141

5.10 요약 142

 

PART III 정확성

CHAPTER 6 단위 테스트 145

6.1 러스트에서의 테스트는 어떤 차이가 있는가? 146

6.2 내장 테스트 기능 살펴보기 148

6.3 테스트 프레임워크 149

6.4 테스트하지 말아야 할 것: 컴파일러가 당신보다 더 잘 아는 이유 153

6.5 병렬 테스트 특수 사례와 전역 상태 처리 154

6.6 리팩터링에 대한 고려 160

6.7 리팩터링 도구 161

__6.7.1 재형식화 161 / 6.7.2 이름 바꾸기 161 / 6.7.3 재배치 163 / 6.7.4 다시 쓰기 163

6.8 코드 커버리지 165

6.9 변화하는 생태계에 대처하기 167

6.10 요약 168

 

CHAPTER 7 통합 테스트 169

7.1 통합 테스트와 단위 테스트 비교 170

7.2 통합 테스트 전략 173

7.3 내장 통합 테스트와 외부 통합 테스트 비교 175

7.4 통합 테스트 라이브러리와 도구 176

__7.4.1 assert_cmd를 사용하여 CLI 애플리케이션 테스트하기 176 / 7.4.2 통합 테스트에 proptest 사용하기 178 / 7.4.3 다른 통합 테스트 도구 179

7.5 퍼즈 테스트 180

7.6 요약 184

 

PART IV 비동기 러스트

CHAPTER 8 비동기 러스트 187

8.1 런타임 189

8.2 비동기식으로 사고하기 190

8.3 Futures: 비동기 작업 결과 처리하기 192

__8.3.1 #[tokio::main]으로 런타임 정의하기 194

8.4 async와 .await: 언제 그리고 어디서 사용하는가 195

8.5 async으로 하는 동시성과 병렬성 197

8.6 async 관찰자 구현하기 202

8.7 동기식과 비동기식을 혼합하기 208

8.8 async를 사용하면 안 될 때 210

8.9 비동기 코드의 추적과 디버깅 211

8.10 테스트 시 비동기 다루기 214

8.11 요약 216

 

CHAPTER 9 HTTP REST API 서비스 만들기 217

9.1 웹 프레임워크 고르기 218

9.2 아키텍처 만들기 219

9.3 API 설계 220

9.4 라이브러리와 도구 221

9.5 애플리케이션 기본 틀 작성 223

__9.5.1 main() 223 / 9.5.2 init_tracing() 224 / 9.5.3 init_dbpool() 225

9.6 데이터 모델링 227

__9.6.1 SQL 스키마 227 / 9.6.2 데이터와 인터페이싱하기 228

9.7 API 경로 선언하기 232

9.8 API 경로 구현 233

9.9 오류 처리 235

9.10 서비스 실행 237

9.11 요약 241

 

CHAPTER 10 HTTP REST API 명령행 도구 만들기 243

10.1 사용할 도구와 라이브러리 결정 244

10.2 CLI 설계하기 245

10.3 명령 선언하기 246

10.4 명령 구현하기 248

10.5 요청의 구현 250

10.6 오류를 적절히 처리하기 251

10.7 CLI 검사하기 252

10.8 요약 255

 

PART V 최적화

CHAPTER 11 최적화 259

11.1 무비용 추상화 260

11.2 벡터 261

__11.2.1 벡터 메모리 할당 261 / 11.2.2 벡터 반복자 264 / 11.2.3 Vec과 슬라이스를 이용한 빠른 복사 266

11.3 SIMD 267

11.4 Rayon을 통한 병렬화 269

11.5 러스트를 사용하여 다른 언어 가속화하기 272

11.6 이제부터 나아가야 할 길 273

11.7 요약 274

 

APPENDIX A 설치 지침 275

찾아보기 279

 

[본 문]

 

이 책은 초중급 러스트 개발자가 언어, 도구, 데이터 구조, 메모리 관리, 테스트, 비동기 프로그래밍, 모범 사례를 최대한 빨리 익히는 데 초점을 맞추고 있다. 이 책을 다 읽을 때쯤이면 관용적(또는 러스트적(Rustaceous)) 러스트로 출시 품질에 준하는 소프트웨어 시스템을 구축하는 데 자신감을 갖게 될 것이다. 이 책은 러스트 언어나 그 도구에 대한 완전한 참고서는 아니다. 대신 도움이 될 만한 것에 주목하고 있다. (1쪽)

 

러스트가 제공하는 다양한 도구를 활용하면 코드 생산성을 향상하고 고품질 소프트웨어를 생산하는 데 필요한 작업량을 줄일 수 있다. 러스트의 컴파일러인 rustc는 LLVM을 기반으로 구축되었으므로 러스트는 LLVM의 디버거인 LLDB 같은 LLVM에서 제공하는 많은 도구를 그대로 이용할 수 있다. 이런 도구 이외에도 러스트에서 제공하는 다양한 러스트용 도구를 알아보자. (53쪽)

 

다른 언어와 마찬가지로 러스트로 작업할 때에는 데이터 구조와 상호작용하는 데 많은 시간이 걸릴 것이다. 러스트는 최신 프로그래밍 언어의 데이터 구조에서 보이는 대부분의 기능을 지원하는 것은 물론, 뛰어난 안정성과 성능 역시 제공한다. 러스트의 핵심 데이터 타입을 파악하면 패턴이 자주 반복되므로 언어의 나머지 부분이 매우 명확해진다. / 이 장에서는 데이터에 대한 접근 방식에서 러스트가 다른 언어와 어떻게 다른지를 알아보고, 핵심 데이터 타입과 구조를 파악하여, 이를 효과적으로 사용하는 방법을 알아본다. 또한 비러스트 소프트웨어와 통합하기 위해 러스트의 기본 타입과 C 타입을 매핑하는 방법에 대해서도 살펴본다. (79쪽)

 

러스트는 소유권(ownership)이라는 새로운 프로그래밍 개념을 도입했는데, 이는 다른 언어와 차별점을 이루는 점 중 하나이며, 소유권을 통해서 안전성을 보장한다. 소유권은 메모리가 범위 내에 있는지, 공유되고 있는지, 범위를 벗어났는지, 또는 오용되고 있는지 컴파일러가 알 수 있는 방법이다. 컴파일러의 대여 검사기(borrow checker)는 작은 크기의 소유권 규칙을 적용한다. 그 규칙은 모든 값에는 소유자가 있어야 하고, 한 번에 한 명의 소유자만 있을 수 있으며, 소유자가 범위를 벗어나면 값이 삭제된다는 것이다. (116쪽)

 

러스트에 내장된 통합 테스트는 대부분의 사람들에게 도움이 되지만, 만병통치약은 아니다. 때로는 외부 통합 테스트 도구를 활용해야 할 때도 있다. 예를 들어 러스트로 만든 HTTP 서비스를 테스트하는 데에는 curl이나 HTTPie같이 간단한 (플랫폼에 상관없이 사용 가능한) 툴이 가장 잘 맞는다. 이러한 도구는 딱히 러스트와 관련이 없지만, 언어 수준이 아닌 시스템 수준에서 동작하기 때문에 좀 더 일반적인 도구다. (175쪽)

 

러스트의 비동기는 다른 언어에서 잘 작동하는 많은 부분을 빌려온 것 외에도 고유한 기능이 있지만, 다른 언어에서 접할 수 있는 것과 유사하다. 자바스크립트, 파이썬, C++의 std::async 같은 비동기 개념에 익숙하다면 러스트의 비동기에 적응하는 데 문제가 없을 것이다. 그러나 러스트는 한 가지 큰 차이점이 있다. 언어 자체는 비동기 런타임 구현을 제공하거나 규정하지 않는다. 러스트는 Future 트레이트, async 키워드, .await 문만 제공한다. 구현 세부 사항은 대부분 서드파티 라이브러리에 일임한다. (189쪽)

 

러스트의 중요한 특징 중 하나는 무비용 추상화(zero cost abstraction)다. 요컨대 러스트의 추상화를 통해서 추가적인 실행 부하 없는, 최적화된 기계 코드를 생성하는 높은 수준의 코드를 작성할 수 있다. 러스트의 컴파일러는 추가 부하 없이 최적의 방법으로 높은 수준의 러스트 코드를 낮은 수준의 기계 코드로 변경하는 방법을 알아낸다. 성능 함정(performance trap)에 대해 걱정할 필요 없이 러스트의 추상화를 안전하게 사용할 수 있다. (260쪽)