답변.

일반화된 유형(제네릭)은 특정 유형에 독립적인 코드를 작성할 수 있게 해줍니다. 이는 각괄호 구문을 통해 구현됩니다:

fn max<T: PartialOrd>(a: T, b: T) -> T {
  if a > b { a } else { b }
}

여기서 T는 PartialOrd 트레이트로 제약된 일반화된 유형입니다.

제네릭 매개변수는 <T>를 통해 선언되지만 트레이트 경계를 사용하여 제한할 수 있습니다, 예를 들면 <T: Display>와 같이. 이는 컴파일러에게 필요한 트레이트가 구현된 유형만 사용할 수 있음을 알리는 방법입니다.

Rust에서는 제네릭에 대해 두 가지 형태의 배치(dispatch)가 있습니다:

모노모프화: 컴파일 단계에서 사용되는 각 유형에 대해 함수/구조체의 별도의 변형을 생성합니다. 이는 트레이트 경계의 흡수를 통해 달성됩니다.
동적 배치: dyn Trait가 사용되는 경우 가상 테이블(vtable)을 통해 호출이 발생합니다.

기계 코드에 미치는 영향: 트레이트 경계가 있는 제네릭 사용( dyn Trait 없이)은 모노모프화를 초래하여 바이너리 크기가 증가하지만 최대 속도를 보장합니다. dyn Trait 사용은 바이너리 크기를 줄이지만 성능 저하가 발생합니다.

덫이 있는 질문.

질문:

fn do_something<T: Debug>(value: &T)

컴파일러가 이 함수의 각 유형에 대해 이진 코드에서 별도의 do_something 함수를 생성할 것인지, 아니면 일반 구현을 사용할 것인가요?

일반적인 잘못된 답변: 트레이트 경계 덕분에 모든 유형에 대해 하나의 함수가 사용됩니다.

올바른 답변: 컴파일러는 각 유형에 대해 이 함수의 별도의 복사본을 생성합니다(모노모프화). 트레이트 경계는 제네릭 함수를 vtable을 통한 "일반적인" 것으로 만들지 않습니다. 일반성은 dyn Trait (동적 배치)에서만 나타납니다.

예제:

fn print_val<T: std::fmt::Debug>(val: T) {
    println!("{:?}", val);
}
// 각기 다른 유형으로 호출될 때마다 고유한 버전의 함수가 생성됩니다.

주제의 미묘함을 몰라 발생한 실제 오류의 예.

이야기

큰 제네릭 객체가 있는 프로젝트에서 바이너리 파일 크기가 예상보다 훨씬 커졌다는 것이 발견되었습니다. 나중에, 그 원인은 제한 없이 일반화된 함수의 광범위한 사용에서 비롯된 것으로 밝혀졌습니다. 수십 가지 유형으로의 호출이 실행 파일의 크기(코드 팽창)를 기하급수적으로 증가시켰고 이는 CI에서 릴리스 빌드에서만 확인되었습니다.

이야기

한 개발자가 트레이트 경계를 가진 제네릭 매개변수를 받아들이며, 이러한 코드가 "동적" 배치와 함께 작동한다고 생각했습니다. 이는 서버의 메모리 사용 증가와 코드와 프로세서 캐시 증가로 인한 성능 저하로 이어졌습니다.

이야기

라이브러리에서 Self 유형(예: trait Clone)을 dyn Trait으로 사용하려고 했으나 Rust가 지원하지 않아 컴파일 오류가 발생했습니다. 인터페이스를 명시적으로 다시 작성해야 했고, 그렇지 않으면 제네릭 API가 동적 모드에서 작동하지 않았으며, 인터페이스를 컴파일 타임 수준에서 변경해야 했습니다.