러스트 소유권, 정말 새로운 개념일까?

최근 러스트(Rust) 언어가 메모리 안전성이라는 강력한 무기로 많은 주목을 받고 있습니다. 특히 러스트의 핵심 기능인 ‘소유권(ownership)‘ 시스템은, 컴파일 시점에 이중 해제(double free), 댕글링 포인터(dangling pointer)와 같은 메모리 오류를 원천적으로 방지하고 대부분의 메모리 누수(memory leak) 발생 가능성을 크게 줄여주는 능력 덕분에 혁신적으로 평가받곤 합니다.

하지만 C나 C++와 같은 언어에서 오랫동안 메모리와 씨름해 온 개발자들에게 ‘소유권’이라는 개념 자체는, 사실 수십 년간 이어진 자원 관리의 고민 속에서 자연스럽게 발전해 온 것입니다. 운영체제가 시스템 자원을 관리하는 방식이나 프로그래밍 언어 이론의 발전 과정에서도 유사한 고민들을 엿볼 수 있죠. 오늘은 그 역사적 맥락과 함께 C/C++ 개발자의 시선으로 소유권 개념을 다시 살펴보겠습니다.

소유권 문제의 시작: C에서의 메모리 관리 책임

소유권 문제의 뿌리는 C 언어의 수동 메모리 관리 방식에서 찾을 수 있습니다. malloc으로 메모리를 할당하면, 언젠가 프로그래머는 반드시 free로 해당 메모리를 해제해야 합니다. 바로 ‘누가, 언제 이 메모리를 해제할 책임(소유권)을 지는가?’ 이것이 모든 문제의 시작이었습니다. 이 책임 소재가 불분명하면 메모리 누수, 이중 해제, 허상 포인터(dangling pointer) 같은 심각한 오류로 이어지기 십상이었죠.

예를 들어 사용자 로그인 이름을 반환하는 가상의 get_login_name 함수를 생각해 봅시다.

// 이 메모리, 이제 내(호출자) 책임인가, 아니면 여전히 get_login_name 함수 책임인가?
char* s = get_login_name ();Code language: JavaScript (javascript)

이 질문에 답하기 위해 C 개발자들은 다양한 방법을 사용해야 했습니다. 만약 get_login_name 함수가 반환하는 메모리의 해제 책임을 호출자(caller)에게 넘긴다면, 즉 소유권을 이전한다면 코드는 다음과 같을 것입니다.

// 함수 이름을 take_login_name() 처럼 명시하여 소유권 이전을 나타낼 수 있음
char* take_login_name ();

// main 함수가 메모리 소유권을 가짐
int main ()
{
  char* s = take_login_name ();
  // ... 사용 후 ...
  free (s); // 호출자가 책임지고 해제
  return 0;
}Code language: JavaScript (javascript)

이런 경우, 함수 이름에 take_login_name처럼 ‘가져간다’는 의미를 명확히 하는 규칙을 사용하기도 했습니다. 소유권이 이전됨을 이름으로 나타내는 것이죠.

반대로, get_login_name 함수가 메모리 관리를 계속 책임진다면 (즉, 소유권을 넘기지 않는다면), 호출자는 절대 free를 호출해서는 안 됩니다.

const char* get_login_name (); // const를 사용해 수정 및 해제 불가 암시 가능

int main()
{
  // get_login_name 함수가 메모리 소유권을 계속 가짐
  const char* s = get_login_name ();
  // ... 사용만 하고 free는 호출하지 않음 ...
  return 0;
}
Code language: JavaScript (javascript)

이때 반환 타입을 const char*로 하는 것이 좋은 관례였습니다. 이는 호출자에게 “이 메모리는 내가 관리하니 수정하거나 해제하지 말라”는 신호를 주는 방법 중 하나였습니다.

C/C++에서의 소유권 관리: 관례에서 패턴으로

이러한 C의 근본적인 문제를 해결하기 위해, C/C++ 개발자들은 오랫동안 다음과 같은 규칙과 관례(convention)를 통해 암묵적으로 소유권을 관리해왔습니다.

함수 이름 규칙: create_, copy_, take_ 등의 접두사는 호출자에게 소유권이 이전됨을, get_ 접두사는 호출자에게 소유권을 넘기지 않고 단순히 자원에 접근할 수 있는 포인터(비소유 포인터)를 반환함을 나타내는 데 사용되곤 했습니다.
const 키워드 활용: const char* 반환은 “이 메모리는 내(피호출 함수)가 관리하니, 당신(호출자)은 읽기만 하고 절대 해제하지 마시오”라는 소유권 관련 계약처럼 사용되곤 했습니다.
문서화: API 문서에 메모리나 자원 해제 책임을 명확히 기술하는 것이 필수적이었습니다.
참조 카운팅 (Reference Counting): 여러 곳에서 자원을 공유해야 할 때, 수동으로 참조 횟수를 추적하여 마지막에 해제되도록 구현했습니다.

나아가 C++에서는 이러한 소유권 관리를 더욱 체계화하고 언어적으로 지원하려는 노력이 이어졌습니다.

C++: RAII와 스마트 포인터로 소유권을 명확히 하다

C++는 소유권 관리를 위한 강력한 패턴과 도구를 도입했습니다.

RAII (Resource Acquisition Is Initialization): C++의 핵심 원칙 중 하나인 RAII는 자원의 생명 주기를 객체의 생명 주기(스코프)에 일치시키는 방식입니다. 객체가 생성될 때(생성자) 자원을 획득하고, 객체가 스코프를 벗어나 소멸될 때(소멸자) 자동으로 자원을 해제합니다. 파일 핸들, 네트워크 소켓, 뮤텍스 락 등 메모리 외 자원 관리에도 매우 효과적이며, 자원의 소유권을 객체의 스코프에 명확히 묶어 실수를 줄여주는 강력한 기법입니다.
스마트 포인터 (Smart Pointers): C++11 표준 라이브러리는 소유권 개념을 코드 수준에서 명시적으로 다루는 스마트 포인터를 도입했습니다.
- std::unique_ptr: 오직 하나의 포인터만이 자원을 소유하도록 강제합니다. 소유권 이전은 가능하지만 복사는 불가능하여, 러스트의 소유권 모델과 매우 유사한 배타적 소유권을 나타냅니다.
- std::shared_ptr: 참조 카운팅을 내장하여, 여러 포인터가 자원을 안전하게 공유하고 마지막 포인터가 소멸될 때 자원을 해제하도록 합니다.

이러한 RAII와 스마트 포인터는 개발자가 수동으로 구현하거나 관례에 의존해야 했던 소유권 관리 패턴들을 언어(혹은 표준 라이브러리) 차원에서 지원하며 C++의 자원 관리 방식을 크게 발전시켰습니다.

숙련된 C/C++ 개발자에게 러스트 소유권이란?

이처럼 C/C++ 개발자들, 특히 RAII와 스마트 포인터 같은 현대적인 C++ 기법을 적극적으로 활용하는 이들에게 러스트의 소유권은 ‘완전히 새로운 개념’이라기보다는, ‘이미 실천하던 원칙들을 컴파일러가 더욱 엄격하게 강제하고 자동화해주는 시스템’으로 느껴질 수 있습니다.

C++에서는 올바른 패턴(RAII, 스마트 포인터 등)을 사용할 책임이 여전히 개발자에게 있다면, 러스트는 이를 컴파일 시점에 시스템적으로 보장하려 한다는 점에서 큰 차이가 있습니다. 물론 이 컴파일 타임 안전성 보장은 러스트의 매우 강력한 장점입니다.

언어 사용자 간의 존중을 바라며

마지막으로, 개발자 커뮤니티 내의 ‘존중‘에 대해 강조하고 싶습니다. 프로그래밍 언어는 각기 다른 목적에 최적화된 도구와 같습니다. 망치와 드라이버의 쓰임새가 다르듯, 러스트, C++, 파이썬 등 모든 언어는 저마다의 강점과 해결하려는 문제 영역이 있습니다. 러스트가 시스템 프로그래밍에서 인상적인 해결책을 제시하는 훌륭한 언어임은 분명하지만, C++을 포함한 다른 많은 언어 역시 오랜 시간 동안 각자의 방식으로 문제를 해결하며 발전해 온 가치 있는 도구들입니다.

특정 언어의 우월성을 내세우며 다른 언어 사용자들의 경험과 노하우를 폄하하기보다는, 서로의 경험에서 함께 배우고 성장하는 성숙한 개발 문화를 만들어나가는 것이 훨씬 중요합니다. 더욱이, 실제로 많은 개발자들은 프로젝트의 요구 사항이나 개인적인 필요에 따라 단 하나의 언어만을 고수하기보다는 여러 언어를 배우고 활용하는 경우가 많습니다. 이러한 상황에서 특정 언어 사용자를 향한 맹목적인 비방은 문제가 될 수밖에 없습니다. 비판하는 본인조차 다양한 도구(언어)의 필요성을 느끼거나 이미 사용하고 있을 가능성이 높기에, 특정 언어를 폄하하는 행위는 결국 자신의 잠재적 선택지나 동료 개발자들의 가치를 스스로 깎아내리는 모순적인 행동이 될 수도 있습니다.

마무리하며

‘누가 자원을 책임지고 관리하는가’라는 소유권의 핵심 개념과 그 해결을 위한 패턴들(관례, RAII, 스마트 포인터 등)은 러스트 이전에 이미 프로그래밍 역사 속에서 존재하고 발전해왔습니다. C/C++ 개발자들은 수십 년간 이러한 문제와 씨름하며 나름의 해결책을 구축하고 사용해왔습니다.

러스트의 위대함은 이러한 기존의 고민과 아이디어들을 바탕으로, 컴파일러가 엄격하게 검증하고 강제하는 정교하고 안전한 소유권 ‘시스템’을 성공적으로 구축하고 발전시켰다는 점에 있습니다. 이 강력한 시스템은 많은 개발자에게 큰 도움을 주겠지만, 동시에 C/C++와 같은 언어에서 오랫동안 쌓아온 자원 관리에 대한 경험과 노하우의 가치 또한 잊지 말아야 할 것입니다. 기술의 발전만큼 중요한 것은, 그 기술을 사용하는 개발자 커뮤니티의 성숙한 문화가 아닐까요?

답글 남기기 응답 취소