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Substrate를 위한 Rust

Substrate 블록체인을 개발할 때 특히 중요한 Rust 프로그래밍 규칙을 강조합니다.

Substrate가 미션 크리티컬 소프트웨어를 만들기 위한 유연하고 확장 가능한 프레임워크로 인정받는 것은 Rust에 기인합니다. Substrate의 선택 언어인 Rust는 고성능 프로그래밍 언어로, 다음과 같은 이유로 첫 번째 선택지입니다:

  • Rust는 빠릅니다: 컴파일 시 정적으로 타입이 지정되어 있어 컴파일러가 코드를 최적화하고 개발자가 특정 컴파일 타겟에 최적화할 수 있습니다.

  • Rust는 이식성이 뛰어납니다: 임베디드 장치에서 실행되도록 설계되었으며 모든 종류의 운영 체제를 지원합니다.

  • Rust는 메모리 안전성이 높습니다: 가비지 컬렉터가 없으며 사용하는 모든 변수와 참조하는 모든 메모리 주소를 확인하여 메모리 누수를 방지합니다.

  • Rust는 Wasm 우선입니다: WebAssembly로 컴파일하는 데 대한 일급 지원을 제공합니다.

Substrate에서의 Rust

아키텍처 섹션에서 알 수 있듯이 Substrate는 두 가지 구성 요소로 이루어져 있습니다: 외부 노드와 런타임. Rust의 더 복잡한 기능인 멀티스레딩과 비동기 Rust는 외부 노드 코드에서 사용되지만 런타임 엔지니어에게 직접 노출되지 않으므로 런타임 엔지니어는 노드의 비즈니스 로직에 집중하기 쉽습니다.

일반적으로 개발자는 다음과 같은 내용을 알아두면 좋습니다:

Substrate로 들어가기 전에 Rust에 대한 일반적인 이해가 필수적이며, Rust를 배우기 위한 많은 자료가 있습니다. 예를 들어, Rust 언어 프로그래밍 책과 Rust by Example 등이 있습니다. 이 섹션의 나머지 부분에서는 Substrate가 런타임 엔지니어링을 시작하는 개발자들을 위해 Rust의 핵심 기능을 어떻게 활용하는지 강조합니다.

컴파일 타겟

Substrate 노드를 빌드할 때는 wasm32-unknown-unknown 컴파일 타겟을 사용합니다. 이는 Substrate 런타임 엔지니어가 Wasm으로 컴파일해야 하는 런타임을 작성해야 함을 의미합니다. 이는 일반적인 표준 라이브러리 유형과 함수에 의존할 수 없으며 런타임 코드의 대부분에는 no_std 호환 크레이트만 사용해야 한다는 것을 의미합니다. Substrate에는 no_std 요구 사항을 해결할 수 있는 많은 기본 유형과 관련된 특성이 있습니다.

매크로

FRAME 팔레트를 사용하고 작성하는 방법을 배우면 공통 작업을 추상화하거나 런타임별 요구 사항을 강제하는 재사용 가능한 코드로 많은 매크로가 제공됨을 알 수 있습니다. 이러한 매크로를 사용하면 일반적인 코드 대신 관용적인 Rust와 응용 프로그램별 로직에 집중할 수 있습니다.

Rust 매크로는 특정 요구 사항을 충족시키기 위해 (코드를 다시 작성하지 않고) 특정 방식으로 서식을 지정하거나 특정 검사를 수행하거나 특정 데이터 구조로 이루어진 로직을 제공하는 데 유용합니다. 이는 Substrate 런타임의 복잡성과 통합할 수 있는 코드를 개발자가 작성하는 데 특히 유용합니다. 예를 들어, #[frame_system::pallet] 매크로는 모든 FRAME 팔레트에서 필요하며, 이를 통해 스토리지 항목이나 외부에서 호출 가능한 함수와 같은 특정 필수 속성을 올바르게 구현할 수 있으며 construct_runtime의 빌드 프로세스와 호환됩니다.

Substrate 런타임 개발은 Rust의 속성 매크로를 적극적으로 활용하며, 이는 파생 속성과 사용자 정의 속성 두 가지 유형으로 나뉩니다. Substrate를 시작할 때 정확히 어떻게 작동하는지 알 필요는 없지만, 존재한다는 것과 올바른 런타임 코드를 작성할 수 있도록 도와준다는 것을 알고 있어야 합니다.

파생 속성은 런타임 실행 중 노드에서 디코딩할 수 있는 사용자 정의 런타임 유형에 유용합니다.

다른 속성 매크로도 Substrate의 코드베이스 전반에 일반적으로 사용됩니다:

  • 코드 스니펫이 no_std로만 컴파일되는지 또는 std 라이브러리를 사용할 수 있는지 지정합니다.

  • 사용자 정의 FRAME 팔레트를 빌드합니다.

  • 런타임 빌드 방식을 지정합니다.

제네릭과 구성 특성

Rust에서 Java와 같은 언어의 인터페이스와 비교되는 특성은 타입에 고급 기능을 제공하는 방법을 제공합니다.

팔레트에 대해 읽어보셨다면 모든 팔레트에는 팔레트가 의존하는 유형과 인터페이스를 정의할 수 있는 Config 특성이 있다는 것을 알아채셨을 것입니다.

이 특성 자체는 frame_system::pallet::Config 특성에서 일부 핵심 런타임 유형을 상속받아 런타임 로직 작성 시 공통 유형에 쉽게 액세스할 수 있도록 합니다. 또한, 모든 FRAME 팔레트에서 Config 특성은 T에 대해 제네릭하게 구현됩니다(제네릭에 대한 자세한 내용은 다음 섹션에서 다룹니다). 이러한 핵심 런타임 유형의 일반적인 예로는 런타임에서 사용자 계정을 식별하는 데 사용되는 T::AccountId와 런타임에서 사용되는 블록 번호 유형인 T::BlockNumber 등이 있습니다.

Rust에서 제네릭 유형과 특성에 대한 자세한 내용은 Rust 책의 제네릭 유형, 특성 및 고급 특성 섹션을 참조하십시오.

Rust의 제네릭을 사용하면 Substrate 런타임 개발자는 구체적인 구현 세부 사항에 대해 완전히 알지 못하는 팔레트를 작성할 수 있으며, 이로 인해 Substrate의 유연성, 확장성 및 모듈성을 최대한 활용할 수 있습니다.

Config 특성의 모든 유형은 특성 바운드를 사용하여 제네릭하게 정의되고 런타임 구현에서 구체화됩니다. 이는 동일한 유형에 대해 다른 사양을 지원하는 팔레트를 작성할 수 있을 뿐만 아니라 최소한의 오버헤드로 제네릭 구현을 사용자 정의할 수도 있음을 의미합니다(예: 블록 번호를 u32로 변경).

이를 통해 개발자는 핵심 블록체인 아키텍처 결정에 대한 가정을 하지 않고 코드를 작성할 수 있는 유연성을 얻을 수 있습니다.

Substrate는 최대한의 유연성을 제공하기 위해 제네릭 유형을 최대한 활용합니다. 제네릭 유형이 어떻게 해결되는지는 목적에 맞게 정의합니다.

Rust에서 제네릭 유형과 특성에 대한 자세한 내용은 Rust 책의 제네릭 유형 섹션을 참조하십시오.

다음으로 어디로 가야 할까요

이제 Substrate가 특성, 제네릭 유형 및 매크로와 같은 몇 가지 핵심 Rust 기능에 의존한다는 것을 알았으므로, 더 자세히 알아보기 위해 다음 자료를 살펴볼 수 있습니다.

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