아인스트라세의 SW 블로그

Rust를 공부해야지 공부해야지 하다가 매우 오랜 시간 동안, 결국은 아무것도 안하고 있길래, 그냥 무작정 만들어보기로 했다.

그리고 아래 글을 읽은 이유도 있다.

http://egloos.zum.com/agile/v/5664879

대충 언어를 새로 배울 때 세가지 원칙을 기준으로 공부를 한다는 점이다.

1. 이 언어로 뭘 만들지를 생각하면서 튜토리얼을 본다.

2. 공부할 때, 표준 라이브러리 코드를 읽는다.

3. 다른 사람이작성한 코드에 내가 필요한 기능을 추가한다.

위 글을 보고 영감을 받아서, 그냥 무작정 지루한 챕터들을 읽기 보다는 바로 무언가를 만들어 보는게 낫지 않나 싶다.

뭘 만들면 좋을까 하다가, 간단한 웹 서버를 만들어 보기로 했다. 어차피 간단한 웹서버는 정말 간단하고, 기능들을 추가하고자 한다면 계속해서 추가할 수 있으니 말이다.

Rust 개발환경 구축은 다음 링크 글에서 확인해볼 수 있다.

https://eine.tistory.com/entry/Rust-%EA%B0%9C%EB%B0%9C-%ED%99%98%EA%B2%BD-%EA%B5%AC%EC%B6%95

일단 개발 환경은, 내가 주로 윈도우 PC를 사용하므로 아래와 같을 예정이다.

개발환경

 - Windows 10

 - rustc 1.44.0-nightly (f509b26a7 2020-03-18)

 - cargo 1.44.0-nightly (7019b3ed3 2020-03-17)

일단 github 레포지토리와 개발할 코드 디렉토리를 만들어보자.

그리고 repository를 clone할 디렉토리에서 WSL win bash를 켠 뒤, git clone을 해준다.

Rust 프로젝트 생성

이제 rust project를 카고로 만들어줘야 하는데, cargo new rust_web_server --bin 이라는 명령어로 프로젝트 디렉토리를 만들 수 있다.

근데 안에 디렉토리가 또 생겨버렸다. 이미 README.md와 .git이 있는 디렉토리므로 저 명령어 말고, 다른 명령어를 써야 하는 것 같다.

cargo init --bin이라고 치니 되는 것 같다.

디렉토리 구조를 보니 바람직하게 만들어진 듯 하다.

일단 VScode로 해당 디렉토리를 열어서 Hello world가 잘 동작하는지 확인해보자.

기본적으로 소스코드에 hello world프로그램이 작성되어 있다.

아래 터미널을 열어서 cargo build와 cargo run을 쳐 보니, Hello, world!가 잘 되었다.

네트워크 기능부터

일단 웹 서버이니 TCP 소캣을 열 수 있어야 한다. Rust에서 소캣 프로그래밍을 어떻게 하는지를 한번 알아보자.

소캣 프로그래밍

https://doc.rust-lang.org/std/net/struct.TcpListener.html

TcpListener라는 녀석이 있다. 일단 소캣을 하나 열어서 Listening하는 예제 코드가 있으니 한번 테스트 해보자.

use std::net::{TcpListener, TcpStream};

fn handle_client(stream: TcpStream) {
    println!("Connection!")
}

fn main() -> std::io::Result<()> {
    let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:80")?;

    // accept connections and process them serially
    for stream in listener.incoming() {
        handle_client(stream?);
    }
    Ok(())
}

접속이 되면 stdout에 Connection!이라고 출력만 된다.

일단 여기까지 하고 initial commit을 한번 해 놓겠다.

이제 Tcp로 데이터를 전송을 해보고싶은데, Docs랑 예시 코드를 좀 보겠다.

https://riptutorial.com/rust/example/4404/a-simple-tcp-client-and-server-application--echo

https://doc.rust-lang.org/std/net/struct.TcpStream.html

stream.write라고 하면 될 것 같은데, 사이에 &는 뭐고 ?는 또 뭔지 모르겠다.

찾아보니, &는 burrow라고 해서 인자를 넘겨줄 때, C++의 Reference variable 처럼 Call by reference로 넘기도록 하는 것이고, ?는 Result<T>를 리턴하는 값을 unwrap을 자동적으로 해주도록 하는 매크로이다.

웹 브라우저로 요청을 보내보니, Response는 안오긴 하는데 Connection이라고 찍히긴 한다.

그래서 대충 static한 HTTP Response를 찍도록 조금 변경해 보았다.

use std::net::{TcpListener, TcpStream};
use std::io::{Write};

fn handle_client(mut stream: TcpStream) {
    println!("Connection!");
    let data = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html; charset=iso-8859-1\r\nConnection: close\r\nContent-Length: 14\r\n\r\nHello world!\r\n";
    stream.write(data.as_bytes());
    
}

fn main() -> std::io::Result<()> {
    let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:80")?;

    // accept connections and process them serially
    for stream in listener.incoming() {
        handle_client(stream?);
    }
    Ok(())
}

그래서 브라우저로 접속을 해볼려고 했는데, 여러번 하면 한번정도 성공하는듯?? 왜 되었다 안되었다 하는지 모르겠다. 

성공하는 확률은 10%정도로 뭔가 Tcp 연결을 잘 못 짠거같긴 하다.

그리고 빌드할때마다 다음 warning이 뜬다.

에러 핸들링을 제대로 안해서 그런 것 같다.

아래와 같이 코드를 바꾸니 warning은 안뜨긴 한다만, 여전히 응답은 제대로 안된다.

use std::net::{TcpListener, TcpStream};
use std::io::{Write};

fn handle_client(mut stream: TcpStream) {
    println!("Connection!");
    let data = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html; charset=iso-8859-1\r\nConnection: close\r\nContent-Length: 14\r\n\r\nHello world!\r\n";
    stream.write(data.as_bytes()).expect("Response error");
    
}

fn main() -> std::io::Result<()> {
    let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:80")?;

    // accept connections and process them serially
    for stream in listener.incoming() {
        handle_client(stream?);
    }
    Ok(())
}

근데 약간 이상한것은, Ubuntu 16.04에서 Firefox로 접속하니, hello world!가 잘 찍힌다.

왜 Windows 10에서 크롬으로 접속을 하면 제대로 안되는 것일까..?

나중에 확인해보니, tcpstream 마지막에 flush를 해 주니, chrome이든 firefox든 둘 다 잘 돌아간다.

대충 아래와 같은 코드로 고쳐보았다. /로 요청할때와 그 외의 경로로 요청할때의 응답이 다르다.

from_utf8_lossy는 u8 byte stream 값을 readable한 문자열로 변경해주는 함수이다. lossy는 유효하지 않은 UTF-8 배열을 만났을때 어떻게 처리할 것인가에 대한 내용이다. 유효하지 않은 배열 값은 U+FFFD Replacement character라는 값으로 바꾸게 된다.

use std::net::{TcpListener, TcpStream};
use std::io::{Write};
use std::io::prelude::*;

fn handle_client(mut stream: TcpStream) {
    //get request and dump
    let mut request = [0; 1024];
    stream.read(&mut request).unwrap();
    println!("Received HTTP Request...\n{}", String::from_utf8_lossy(&request[..]));
    let response;
    if request.starts_with(b"GET / HTTP/1.1\r\n") {
        //send hello world response
        response = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html; charset=iso-8859-1\r\nConnection: close\r\nContent-Length: 14\r\n\r\nHello world!\r\n";
    } else {
        response = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html; charset=iso-8859-1\r\nConnection: close\r\nContent-Length: 4\r\n\r\nNope\r\n";
    }
    stream.write(response.as_bytes()).unwrap();
    stream.flush().unwrap();

}

fn main() -> std::io::Result<()> {
    let server = "127.0.0.1:1024";
    let listener = TcpListener::bind(server)?;

    // accept connections and process them serially
    println!("Server is running on {}...", server);
    for stream in listener.incoming() {
        handle_client(stream?);
    }
    Ok(())
}

https://www.acmicpc.net/problem/2748

Rust로 PS하기 두번째 문제이다.

러스트 깃북을 보다가 피보나치 수 구하기를 만들어 보라길래, 한번 간단하게 짜 보았다.

Rust는 역시 input 받는 것부터 난관이다.

책 예제대로 String으로 받은 뒤 int로 parse해서 사용했다.

use std::io;

fn fib(n : i32) {
	let mut a: i64 = 1;
	let mut b: i64 = 1;
	let mut c: i64 = 0;
	for _ in 2..n {
		c = a + b;
		a = b;
		b = c;
	}
	println!("{}", c);

}
fn main() {
	let mut input = String::new();
	io::stdin().read_line(&mut input)
		.expect("read line error");
	let n : i32 = input.trim().parse()
		.expect("Parse error");

	match n {
		1 => println!("1"),
		2 => println!("1"),
		_ => fib(n),
	}
}

코드는 간단했다. _라는 값이 예약어라는 것도 좀 신기했다. (Anything을 뜻하는 듯)

그리고 Match 구문이 switch 구문보다 더 강력하다고 한다.

그리고 unnecessary value, syntax에 대하여 강력한 warning으로 내 정신을 쏙 빼놓는다.

책만 보면 재미가 떨어지니 이렇게 간혹 코딩을 하면서 진행을 해야겠다.

https://www.acmicpc.net/problem/1620

Rust언어를 공부하면서 책을 보고 예제를 보고는 있는데 그래도 코드를 좀 짜봐야지 익숙해질 것 같은 느낌이 든다. 그래서 백준 문제중에서 만만한 것들을 Rust로 좀 풀어보기로 하였다.

일단 만만한 문제의 기준은 https://solved.ac/class/에 있는 녀석 중 내가 아직 안 푼 문제들이다. 

일단근데 Rust는 Input 받는것 부터 잘 몰라서, 다음 깃허브에 있는 녀석들을 한번 참고하면 좋을 듯 하다.

https://github.com/EbTech/rust-algorithms

깃허브 자체가 Rust로 Contest나가는거니... scanner도 보인다.

문제 자체는 간단하다, String 배열로 받아서 저장해놓고 그때그때 맞는 녀석 출력하면 될 듯 하다. 한번 Rust로 짜보자..!

#![allow(unused_imports)]
#![allow(dead_code)]
use std::cmp::*;
use std::collections::*;
 
struct Scanner {
   buffer : std::collections::VecDeque<String>
}
 
impl Scanner {
 
   fn new() -> Scanner {
      Scanner {
         buffer: std::collections::VecDeque::new()
      }
   }
 
   fn next<T : std::str::FromStr >(&mut self) -> T {
 
      if self.buffer.len() == 0 {
         let mut input = String::new();
         std::io::stdin().read_line(&mut input).ok();
         for word in input.split_whitespace() {
            self.buffer.push_back(word.to_string())
         }
      }
 
      let front = self.buffer.pop_front().unwrap();
      front.parse::<T>().ok().unwrap()
   }

   fn next_str(&mut self) -> String {
    if self.buffer.len() == 0 {
       let mut input = String::new();
       std::io::stdin().read_line(&mut input).ok();
       for word in input.split_whitespace() {
          self.buffer.push_back(word.to_string())
       }
    }
    self.buffer.pop_front().unwrap()
    
 }
}
fn main() {
    let mut cin = Scanner::new();
    let n:usize = cin.next();
    let m:usize = cin.next();
    let mut arr = vec![]; // index to string
    let mut hash = HashMap::new(); // string to index
    
    for i in 0..n {
        let name = cin.next_str();
        arr.insert(i, name.clone());
        hash.insert(name.clone(), i);
    }
    for _ in 0..m {
        let query = cin.next_str();
        if query.parse::<i32>().is_ok() {
            let index: usize = query.parse::<usize>().unwrap();
            println!("{}", arr[index-1]);
        } else {
            match hash.get(&query) {
                Some(index) => println!("{}", index+1),
                None => println!("Error case!")
            }
        }
    }

}

어째 저째 대충 짜본 코드이다. 

스캐너로 input 받는것은 아래 레퍼런스를 참고했다.

http://codeforces.com/contest/702/submission/19589375

정답은 나올거같은데, TLE가 난다. 왜그런진 모르겟음

그래서 답답한 마음에 C++로 후다닥 다시 짜서 보았다.

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define endl '\n'
#define MAXN 100005
string arr[MAXN];
map<string, int> mm;
int main() {
    int n, m;
    cin >> n >> m;
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(NULL);
    
    for(int i=1 ;i <= n; i++) {
        string s;
        cin >> s;
        arr[i] = s;
        mm[s] = i;
    }
    for (int i=0; i < m; i++) {
        string v;
        cin >> v;
        if (v[0] >= 'A') {
            cout << mm[v] << endl;
        } else {
            int idx = atoi(v.c_str());
            cout << arr[idx] << endl;
        }
    }
}

하 C++로 하면 이렇게 간단하게 코드를 짤 수 있는데... 근데 보니깐 sync_with_stdio(false)를 넣지 않으면 TLE가 나는걸로 봐서는 아마 러스트 코드에서 TLE가 나는것은 Scanner가 느리거나, 인풋 받는데 vector를 선언해서 받고 하는데 이런게 느려서 그런거지 않을까 싶다.

고로... PS는 C++이 참 편하긴 한듯.