러스트(Rust) 메모리 관리, 소유권과 차용 메커니즘

러스트의 메모리 관리 알아보기

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• 러스트의 메모리 관리 개요
  • 러스트는 시스템 프로그래밍 언어로, 스택과 힙 메모리 할당을 구분함
  • 변수의 스코프를 명확하게 정의하여 메모리 안전성을 보장함
  • 컴파일 타임에 메모리 사용을 검사하여 런타임 에러를 방지
• 스코프와 자동 메모리 해제
  • 러스트의 모든 변수와 객체는 특정 스코프에 종속됨
  • 스코프를 벗어나면 메모리가 자동으로 해제됨
  • 컴파일러는 메모리 접근 가능성을 추적하여 불법 접근을 차단함
  • Box 타입을 사용하여 힙 메모리를 할당하고 자동으로 해제 가능
• 소유권(Ownership) 개념
  • 한 번에 하나의 소유자 또는 라이브 참조만 가질 수 있음
  • 변수 간의 소유권 이동(예: let _b = a)이 가능하지만, 이전 소유자는 메모리에 접근할 수 없음
  • 함수 호출 시 소유권을 넘길 수 있으며, 함수가 반환하지 않으면 메모리가 해제됨
  • drop() 함수를 사용해 수동으로 메모리 할당 해제가 가능
• 러스트의 차용(Borrowing)과 가변성(Mutability)
  • 불변 참조(&T)와 가변 참조(&mut T)의 구분이 명확
  • 불변 참조는 여러 개 가능하지만, 가변 참조는 하나만 가능
  • 참조 규칙을 위반하면 컴파일 타임에 오류 발생
  • RefCell을 사용하면 런타임에서 참조 규칙을 검사할 수 있지만, 단일 스레드에서만 사용 가능
• 주요 메모리 관리 타입
  • Box<T>: 단일 소유권을 가지며 힙 메모리를 관리
  • Rc<T>: 참조 계산(Reference Counting)을 통해 여러 소유자가 가능하지만 불변 참조만 가능
  • Arc<T>: Rc와 동일하지만, 스레드 간 공유 가능(원자적 참조 계산)
  • RefCell<T>: 런타임에 가변성 체크, 단일 스레드에서만 사용 가능
• 가비지 수집(Garbage Collection)과의 차이점
  • 러스트는 가비지 수집기를 사용하지 않으며, 메모리 관리가 컴파일 타임에 이루어짐
  • 참조 카운팅(Rc, Arc)을 사용하지만, 소유권과 차용 규칙을 엄격하게 준수해야 함
  • 메모리 누수와 이중 해제를 컴파일러가 사전에 차단함
• 결론
  • 러스트의 메모리 관리 방식은 시스템 안정성과 보안성을 크게 강화함
  • 메모리 안전성을 보장함으로써 런타임 에러를 최소화할 수 있음
  • 프로그램의 초기 설계 단계에서 메모리 소유권과 차용 관계를 명확하게 정의해야 함