Learn Rust Coding · 강의

Arc와 Mutex로 공유하기

공유 상태를 안전하게 변경해 보세요.

Arc와 Mutex로 공유하기은(는) CoddyKit의 무료 Learn Rust Coding 강의입니다. 이것은 4개 중 3번째 강의입니다. 아래에서 전체 강의를 무료로 읽을 수 있으며, 내장 코드 에디터와 24/7 AI 튜터와 함께 브라우저에서 직접 실습할 수 있습니다. 이 강의는 Learn Rust Coding 학습 경로의 일부이며, 진행 상황이 웹과 CoddyKit 앱에 동기화됩니다. Learn Rust Coding 강의에는 총 4개의 강의가 포함되어 있습니다.

공유 상태가 필요한 이유

때로는 여러 스레드가 같은 데이터를 읽거나 업데이트해야 합니다. 소유권을 하나의 스레드로 옮기는 것만으로는 충분하지 않습니다.

Rust는 Arc를 통해 스레드 간에 안전한 공유 소유권을 제공하고, Mutex를 통해 안전한 변경을 지원합니다. 두 기능을 함께 사용하면 공유되고 변경 가능한 상태를 만들 수 있습니다.

Arc: 원자적 참조 카운팅

Arc는 원자적으로 참조를 카운팅한다는 뜻입니다. Rc와 비슷하지만 카운터가 원자적 연산을 사용하므로 스레드 간에 안전합니다.

Arc를 복제해도 데이터가 복사되지는 않습니다. 카운트만 증가하고 같은 값을 가리키는 또 다른 핸들이 반환됩니다.

use std::sync::Arc;

fn main() {
    let shared = Arc::new(vec![1, 2, 3]);
    let clone = Arc::clone(&shared);
    println!("{:?} {:?}", shared, clone);
}

스레드 간에 Arc 공유하기

읽기 전용 데이터를 공유하려면 스레드마다 Arc를 한 번씩 복제하고 각 복제본을 이동해 넣습니다. 모든 스레드는 같은 할당 영역을 가리킵니다.

Arc는 Send와 Sync이므로 문제없이 컴파일됩니다.

use std::sync::Arc;
use std::thread;

fn main() {
    let data = Arc::new(vec![10, 20, 30]);
    let mut handles = vec![];
    for i in 0..3 {
        let d = Arc::clone(&data);
        handles.push(thread::spawn(move || println!("{}", d[i])));
    }
    for h in handles { h.join().unwrap(); }
}

Arc만으로는 읽기 전용

Arc는 공유 소유권을 제공하지만, 내부 값에 대해서는 공유된 불변 접근만 허용합니다.

여러 스레드가 동시에 Arc를 보유할 수 있으므로 Arc를 통해 데이터를 직접 변경할 수 없습니다. 락을 사용한 내부 가변성이 필요합니다.

Mutex: 상호 배제

Mutex는 데이터를 보호하여 한 번에 하나의 스레드만 데이터에 접근할 수 있게 합니다. 접근하려면 lock을 호출합니다.

lock은 Result를 반환하며, 이를 언래핑하면 스마트 포인터 가드가 제공됩니다. 다른 스레드는 가드가 삭제될 때까지 대기합니다.

use std::sync::Mutex;

fn main() {
    let m = Mutex::new(0);
    {
        let mut guard = m.lock().unwrap();
        *guard += 5;
    }
    println!("{:?}", m);
}

가드와 RAII

lock이 반환하는 값은 MutexGuard입니다. *를 사용해 역참조하면 내부 데이터에 접근할 수 있습니다.

가드가 스코프를 벗어나면 락이 자동으로 해제됩니다. 이러한 RAII 방식은 락 해제를 잊는 일을 방지합니다.

Arc와 Mutex 결합하기

스레드 간에 변경 가능한 상태를 공유하려면 Mutex를 Arc 안에 감쌉니다. Arc는 소유권을 공유하고, Mutex는 변경을 보호합니다.

Arc<Mutex<T>> 패턴은 Rust에서 공유되고 변경 가능한 상태를 구현하는 표준적인 방법입니다.

use std::sync::{Arc, Mutex};

fn main() {
    let counter = Arc::new(Mutex::new(0));
    let c = Arc::clone(&counter);
    *c.lock().unwrap() += 1;
    println!("{}", *counter.lock().unwrap());
}

공유 카운터

여기서는 열 개의 스레드가 각각 공유 카운터를 증가시킵니다. 각 스레드는 Arc를 복제하고, Mutex를 잠근 다음 1을 더합니다.

락이 접근을 순차화하므로 최종 합계는 항상 정확히 10입니다.

use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::thread;

fn main() {
    let counter = Arc::new(Mutex::new(0));
    let mut handles = vec![];
    for _ in 0..10 {
        let c = Arc::clone(&counter);
        handles.push(thread::spawn(move || {
            *c.lock().unwrap() += 1;
        }));
    }
    for h in handles { h.join().unwrap(); }
    println!("{}", *counter.lock().unwrap());
}

임계 구역을 짧게 유지하기

락을 보유한 동안 실행되는 코드가 임계 구역입니다. 다른 스레드는 그곳에서 대기하므로 임계 구역을 짧게 유지해야 합니다.

락을 걸고, 최소한의 업데이트를 수행한 뒤, 락을 해제하십시오. 락을 보유한 상태에서 무거운 계산이나 입출력을 수행하지 마십시오.

use std::sync::Mutex;

fn main() {
    let m = Mutex::new(Vec::new());
    {
        let mut v = m.lock().unwrap();
        v.push(1);
    } // lock released here
    println!("{:?}", m.lock().unwrap());
}

교착 상태와 오염

한 스레드가 같은 Mutex를 두 번 잠그거나, 두 스레드가 두 뮤텍스를 서로 반대 순서로 잠그면 교착 상태가 발생해 영원히 멈출 수 있습니다.

스레드가 락을 보유한 채 패닉을 일으키면 Mutex가 오염되고, 이후의 lock 호출은 Err를 반환합니다.

읽는 스레드가 많을 때의 RwLock

쓰기보다 읽기가 훨씬 많을 때는 RwLock이 Mutex보다 나을 수 있습니다. 여러 읽기 작업을 동시에 수행하거나, 하나의 배타적 쓰기 작업을 수행할 수 있게 합니다.

공유 접근에는 read를 사용하고, 배타적 접근에는 write를 사용하십시오.

use std::sync::RwLock;

fn main() {
    let lock = RwLock::new(5);
    {
        let r = lock.read().unwrap();
        println!("read {}", *r);
    }
    *lock.write().unwrap() += 1;
    println!("{}", *lock.read().unwrap());
}

빠른 확인

Arc와 Mutex에 대한 이해도를 확인해 보십시오.

복습

Arc가 원자적 참조 카운팅으로 스레드 간 소유권을 공유하지만 불변 접근만 허용한다는 점을 배웠습니다.

Mutex는 변경을 보호하고, 삭제될 때 락을 해제하는 가드를 제공합니다. 이를 Arc<Mutex<T>>로 결합하면 공유되고 변경 가능한 상태를 만들 수 있으며, 교착 상태와 오염에 주의해야 합니다.

다음으로 스레드를 결합하고 그 결과를 수집하는 방법을 알아보겠습니다.

자주 묻는 질문

“Arc와 Mutex로 공유하기” 강의는 무료인가요?

네 — “Arc와 Mutex로 공유하기” 전체 내용을 이 웹사이트에서 무료로 읽을 수 있습니다. 인터랙티브하게 실습하려면(내장 코드 에디터와 24/7 AI 튜터), CoddyKit PRO로 업그레이드하면 Learn Rust Coding 강의 전체를 잠금 해제할 수 있습니다. Learn Rust Coding 강의에는 총 4개의 강의가 포함되어 있습니다.

“Arc와 Mutex로 공유하기”에서 뭘 배우나요?

공유 상태를 안전하게 변경해 보세요. 브라우저에서 직접 실행하는 실습 코드로 Learn Rust Coding을(를) 배우며, 24/7 AI 튜터가 강의를 진행하면서 질문에 답변해줍니다.

Learn Rust Coding을(를) 시작하는 데 경험이 필요한가요?

사전 경험은 필요하지 않습니다. CoddyKit의 Learn Rust Coding은(는) 초급자부터 고급 학습자까지를 위해 구성되어 있으므로, 여기서 시작하거나 처음부터 시작할 수 있으며 자신의 속도대로 진행할 수 있습니다. 이것은 4개 중 3번째 강의입니다.

“Arc와 Mutex로 공유하기” 강의는 얼마나 걸리나요?

대부분의 CoddyKit 강의는 약 5~10분이 소요됩니다. 각 강의는 간결하고 인터랙티브하여 꾸준한 진행이 가능하며, 웹과 앱에서 중단한 부분부터 바로 시작할 수 있습니다.

이 Learn Rust Coding 강의에서 코드를 작성하고 실행할 수 있나요?

네. 모든 Learn Rust Coding 강의에는 내장 코드 에디터가 포함되어 있으므로, 브라우저에서 바로 실제 코드를 작성하고 실행한 후 즉시 AI 피드백을 받을 수 있습니다 — 로컬 설정이 필요 없습니다.

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