라이프타임(Lifetimes)

for 루프에서 최대한의 편의를 위해 &TicketStore에 대한 IntoIterator 구현을 추가해 보겠습니다.

구현에서 가장 “명백한” 부분부터 채워 넣어 볼까요?

impl IntoIterator for &TicketStore {
    type Item = &Ticket;
    type IntoIter = // 여기에 무엇이 들어갈까요?

    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        self.tickets.iter()
    }
}

type IntoIter에는 무엇을 넣어야 할까요? 직관적으로 생각하면 self.tickets.iter()가 반환하는 타입, 즉 Vec::iter()가 반환하는 타입이 되어야 할 것입니다. 표준 라이브러리 문서를 확인해 보면 Vec::iter()는 std::slice::Iter를 반환함을 알 수 있습니다. Iter의 정의는 다음과 같습니다.

pub struct Iter<'a, T> { /* 필드 생략 */ }

여기서 'a는 바로 **라이프타임 매개변수(Lifetime parameter)**입니다.

라이프타임 매개변수

**라이프타임(Lifetimes)**은 Rust 컴파일러가 참조(가변 혹은 불변 참조 모두 해당)가 유효한 기간을 추적하기 위해 사용하는 **레이블(Label)**입니다. 참조의 수명은 그 참조가 가리키는 실제 값의 **스코프(Scope)**에 의해 결정됩니다. Rust는 참조가 가리키는 값이 이미 메모리에서 사라졌는데도 그 참조를 사용하는 일, 즉 **댕글링 포인터(Dangling pointer)**나 해제 후 사용(Use-after-free) 버그를 방지하기 위해 컴파일 시점에 라이프타임을 검사합니다.

어딘가 익숙하시죠? 소유권과 빌림을 배울 때 이미 실제로 겪어본 개념들입니다. 라이프타임은 그저 특정 참조가 유효한 기간을 명시적으로 이름 붙이는 방법일 뿐입니다.

보통은 라이프타임을 명시하지 않아도 되지만, 여러 참조가 얽혀 있고 이들이 서로 어떻게 관련되어 있는지 명확히 해야 할 때 이름을 붙여야 하는 경우가 생깁니다. Vec::iter()의 시그니처를 예로 들어보겠습니다.

impl <T> Vec<T> {
    // 설명을 위해 약간 단순화했습니다.
    pub fn iter<'a>(&'a self) -> Iter<'a, T> {
        // [...]
    }
}

Vec::iter()는 'a라는 라이프타임 매개변수를 사용합니다. 이 'a는 Vec의 수명과 iter()가 반환하는 Iter의 수명을 함께 묶어주는 역할을 합니다. 쉽게 말해, iter()가 반환한 Iter는 이 Iter를 만든 Vec 참조(&self)보다 더 오래 살아남을 수 없다는 뜻입니다.

이는 매우 중요합니다. Vec::iter는 이름 그대로 Vec 안의 요소들에 대한 참조를 반환하기 때문입니다. 만약 Vec 자체가 메모리에서 사라지면 반복자가 반환한 참조들도 모두 무효화됩니다. Rust는 이런 안전하지 않은 상황이 발생하지 않도록 라이프타임이라는 도구를 사용하여 이 규칙을 강제합니다.

라이프타임 생략(Lifetime Elision)

사실 Rust에는 **라이프타임 생략 규칙(Lifetime elision rules)**이라는 것이 있어서, 많은 경우에 라이프타임을 일일이 적어주지 않아도 됩니다. 예를 들어 실제 std 소스 코드에서 Vec::iter는 다음과 같이 정의되어 있습니다.

impl <T> Vec<T> {
    pub fn iter(&self) -> Iter<'_, T> {
        // [...]
    }
}

보시다시피 명시적인 라이프타임 매개변수가 보이지 않습니다. 생략 규칙 덕분에 컴파일러는 iter()가 반환하는 Iter의 수명이 &self의 수명과 연결되어 있음을 자동으로 알아챕니다. 여기서 '_는 &self의 수명을 가리키는 자리 표시자로 생각하시면 됩니다.

더 자세한 내용은 참조 섹션의 공식 문서를 확인해 보세요. 대부분의 경우 라이프타임을 명시해야 할 때는 친절하게 컴파일러가 알려주니 너무 걱정하지 않으셔도 됩니다!

참조

Exercise

The exercise for this section is located in 06_ticket_management/06_lifetimes

Keyboard shortcuts

100개의 연습 문제로 Rust 배우기

라이프타임(Lifetimes)

라이프타임 매개변수

라이프타임 생략(Lifetime Elision)

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