Go vs. Rust (2)

wldbs._.·2024년 8월 5일

GoSeminar

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출처: When to use Rust/Go

GO: 웹 API와 소규모 서비스 구축 중점 ← GOROUTINE의 힘으로 끝없이 확장 가능하게 함

RUST: 대량의 데이터 및 알고리즘 실행과 같은 기타 CPU 집약적 작업 적합 ← RUST가 GO 우위, 고성능을 요구하는 프로젝트는 RUST가 더 적합

C++의 대안 제공 위해 개발됨
학습과 코딩이 더 쉽고 멀티 코어 CPU에서 실행할 수 있도록 최적
→ 그 이후로 GO는 언어의 동시성을 이용하고자 하는 개발자들에게 좋은 역할, 하위 프로세스로서 기능을 실행할 수 있게 해주는 GOROUTINE 제공
GO의 중요 장점은 GOROUTINE을 쉽게 사용할 수 있다는 것 → 함수에 go 구문 추가하는 것만으로도 하위 프로세스로 실행

고성능으로 설계됨
RUST가 메모리를 처리하는 방식은 GO와 달리 가비지 컬렉터가 필요하지 않다는 것
엄격한 컴파일러: 가능한 데이터 race 조건(’다중 프로그래밍 시스템/다중 처리기 시스템에서 두 명령어(이상)가 동시에 같은 기억 장소를 엑세스할 때 그들 사이의 경쟁에 의해 수행 결과를 예측할 수 없게 되는 것’)을 피하기 위해 사용하는 변수와 메모리 참조를 확인
- race 상황에 직면하지 않도록 보장
  - 데이터 경합이 발생할 수 있는 코드는 컴파일 단계에서 오류로 처리
  - (BUT 메모리의 안정성에 대한 지속적인 경계를 유지하기 어려울 수 있기 때문에 개발 과정에서 메모리 할당/할당 해제 원칙 주의)

RUST와 GO 둘 다 확장에 능함, 많은 CPU를 병렬로 처리 가능
GO에서는 GOROUTINE을 사용하여 각 데이터를 처리, WAITGROUP을 사용하여 데이터가 모두 끝날 때까지 기다릴 수 있다
- WAITGROUP: 여러 GOROUTINE이 작업을 완료할 때까지 기다리는 데 사용하는 동기화 도구
  - 여러 GOROUTINE이 동시에 실행되면서 특정 작업이 모두 완료될 때까지 기다려야 할 때 유용
RUST에서 RAYON은 컨테이너 위에서 병렬로 쉽게 반복할 수 있는 유용한 상자 개념
- RAYON: 멀티스레딩(’하나의 프로세스 내에서 여러 스레드(’프로세스 내에서 독립적으로 실행되는 작업 단위’)를 동시에 실행하여 작업을 병렬로 처리하는 기술’) 을 쉽게 구현할 수 있도록 도와주는 라이브러리, 데이터 병렬 처리와 작업 분할을 간편하게 수행할 수 있으며, 병렬 연산을 더 효율적으로 사용 가능

소유/차입/수명 개념을 통합하여 효율적인 메모리 할당/할당 해제 용이하게 한다
let mut s = String::from("HELLO"); // 변수 s는 "HELLO" 라는 문자열을 소유하는 owner가 된다

컴파일러에 내장된 빌트인 검사기 사용하여 소유권 모델 구현 → 데이터 참조가 메모리에 저장된 해당 데이터보다 오래가지 않도록 보장, 컴파일 시간 동안 메모리 취약성 방지
널 참조 오류를 방지하기 위해 널 포인터를 제거하는 유형 시스템 사용
- 널 포인터는 많은 프로그래밍 언어에서 일반적인 소스
- 그러나 Rust는 널 포인터가 필요할 수 있는 특정 상황에서 → 안전하지 않은 원시 포인터를 사용할 수 있는 옵션을 제공 ⇒ 컴파일러는 안전하지 않은 포인터 검사 X이기에 주의!

GO의 단순성은 보안 취약점으로 이어질 수 있는 오류 줄이는 데 도움 된다 (→ 명시적인 오류 검사 사용 - 함수들이 오류를 반환 값의 하나로 반환)
동시 응용 프로그램에서 race 조건을 식별하고 수정하는 데 도움이 되는 race 감지기가 내장
- race 조건: 멀티스레딩 환경에서 여러 스레드가 동시에 공유 자원에 접근할 때 발생할 수 있는 문제. 적절한 동기화 기술이 없으면 결과를 예측할 수 없고 수정하기 어려울 수 있다
  - Rust는 컴파일 타임에 데이터 경쟁을 방지하는 반면,
    - 하나의 변수를 변경할 수 있는 권한을 한 소유자로 제한 → 메모리 안정성 보장
  - Go는 런타임에서 경합 조건 감지 및 이를 피할 수 있는 도구/기법 제공
    - -race 플래그로 데이터 경합 탐지 및 보고
    - sync 패키지를 통해 데이터 접근 제어/동기화
    - channel 사용 → 데이터를 공유하지 않고 메시지를 전달해 데이터 경합 피한다
- GO의 race 감지기는 런타임(’응용 프로그램이 동작되어지는 때’)에 작동, race 조건을 감지하면 동기화되지 않은 액세스 위치를 포함한 상세 보고서 제공

“Concurrency is about dealing with lots of things at once.” — Rob Pike (프로그래머)

GOROUTINE 기능은 Go의 내장 기능에 속하지만, Rust는 동시성 처리 메커니즘을 통해 동시성 프로그래밍 지원 (스레드/메시지 패싱/비동기(’동시에 일어나지 않는’) 프로그래밍/동기화 프리미티브(’여러 스레드나 고루틴이 동시에 실행될 때, 이들 간의 상호작용을 안전하게 제어하고 조정하기 위한 기본 도구’ → 데이터 경합(race condition) 방지, 일관된 상태 유지, 동시성 문제 해결)
- Rust는 컴파일 타임에 많은 동시성 오류를 방지하는 데 중점
- Go는 런타임에 동시성 문제를 관리하고 해결할 수 있는 강력한 도구 제공
→ 동시성을 처리할 때 개발자 경험 측면에서 Go가 유리, 그러나 Rust는 메모리 안전성을 훨씬 더 잘 보장

GO는 유용한 동시성 메커니즘, 즉 GOROUTINE과 채널에 대한 내장된 지원을 가지고 있다. 인터페이스와 GO 1.18을 기준으로 제네릭(’하나의 함수나 타입이 여러 타입에 대해서 동작하도록 해주는 프로그래밍 기법’)을 지원 [go 최신 버전 1.22.5]
- 구글에서 개발되었기 때문에 HTTP 및 기타 웹 API에 대한 GO의 지원이 뛰어남
- BUT GO는 상속/메소드 지원 X
Rust 언어는 Go보다 약간 더 기능이 풍부, trait(인터페이스의 더 정교한 버전)/제네릭/매크로/nullable 유형 및 오류에 대한 풍부한 내장형뿐만 아니라 쉽게 오류를 처리할 수 있는 ‘?’ 연산자도 지원
- RUST에서 C/C++ 코드를 호출하는 것도 GO에서 호출하는 것보다 더 쉽다.

개발 속도를 중시하고 성능보다 구문 단순성, 코드 가독성을 선호한다면 GO가 적합
- 동시적 프로그래밍, 네트워크 서비스, 신속한 개발, 확장성, 단순성, 가독성
스레드 제어, 메모리 안전, 대용량 데이터 처리 및 성능을 중시한다면 RUST가 적합
- 시스템 프로그래밍, 단순성을 넘어서 메모리 안전성 우선시, 세분화된 스레드 제어(스레드 동작 방식, 스레드 간 자원 공유 방식 제어)