Send 추정

몇몇 async fn 상태기계는 스레드 간 이동에 안전하지만 나머지는 그렇지 않습니다. async fn Future가 Send인지 여부는 Send가 아닌 타입이 .await의 위치 앞뒤로 걸쳐서 유지되는지 여부에 달려 있습니다. 값들이 .await의 위치 앞뒤로 걸쳐서 유지될 가능성이 있을 때, 컴파일러는 async fn Future가 Send인지 여부를 추정하려고 최선을 다합니다. 하지만, 이런 분석은 오늘날 많은 경우에 너무 보수적입니다.

예를 들어, 간단한 비(非) Send 타입이 Rc를 가지고 있을지도 모른다고 가정해봅시다.

#![allow(unused)]
fn main() {
use std::rc::Rc;

#[derive(Default)]
struct NotSend(Rc<()>);
}

async fn이 최종적으로 반환한 Future 타입(역주: 아래 예제에서 foo()가 반환한 future)이 Send이어야만 하는 경우에도, NotSend 타입의 변수들이 임시값이라면 async fn 안에서도 간편하게 사용할 수 있습니다.

use std::rc::Rc;
#[derive(Default)]
struct NotSend(Rc<()>);
async fn bar() {}
async fn foo() {
    NotSend::default();
    bar().await;
}

fn require_send(_: impl Send) {}

fn main() {
    require_send(foo());
}

하지만, foo를 수정하여 한 변수 안에 NotSend를 저장하는 코드를 추가한다면, 이 예제는 컴파일되지 않습니다.

use std::rc::Rc;
#[derive(Default)]
struct NotSend(Rc<()>);
async fn bar() {}
async fn foo() {
    let x = NotSend::default();
    bar().await;
}
fn require_send(_: impl Send) {}
fn main() {
   require_send(foo());
}

error[E0277]: `std::rc::Rc<()>` cannot be sent between threads safely
  --> src/main.rs:15:5
   |
15 |     require_send(foo());
   |     ^^^^^^^^^^^^ `std::rc::Rc<()>` cannot be sent between threads safely
   |
   = help: within `impl std::future::Future`, the trait `std::marker::Send` is not implemented for `std::rc::Rc<()>`
   = note: required because it appears within the type `NotSend`
   = note: required because it appears within the type `{NotSend, impl std::future::Future, ()}`
   = note: required because it appears within the type `[static generator@src/main.rs:7:16: 10:2 {NotSend, impl std::future::Future, ()}]`
   = note: required because it appears within the type `std::future::GenFuture<[static generator@src/main.rs:7:16: 10:2 {NotSend, impl std::future::Future, ()}]>`
   = note: required because it appears within the type `impl std::future::Future`
   = note: required because it appears within the type `impl std::future::Future`
note: required by `require_send`
  --> src/main.rs:12:1
   |
12 | fn require_send(_: impl Send) {}
   | ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

error: aborting due to previous error

For more information about this error, try `rustc --explain E0277`.

이 에러는 문제를 정확히 나타내 줍니다. x를 변수에 저장한다면, x는 async fn이 다른 스레드에서 동작하고 있을 시점인 .await를 지난 다음에야 드랍될 것입니다. Rc는 Send가 아니기 때문에, Rc가 스레드 사이를 이동하게 만드는 것은 위험합니다. 이에 대한 간단한 해법은 .await이전에 Rc를 drop하는 것입니다만, 불행하게도 지금은 해당되지 않습니다.

이 이슈를 해결하기 위해서는, 모든 비 Send 변수를 캡슐화하는 블록 범위를 도입해야 할 것입니다. 이렇게 하면, 이 변수들이 .await 포인트에 걸쳐 존재하지 않는다는 사실을 컴파일러가 알게 하기 쉽습니다.

use std::rc::Rc;
#[derive(Default)]
struct NotSend(Rc<()>);
async fn bar() {}
async fn foo() {
    {
        let x = NotSend::default();
    }
    bar().await;
}
fn require_send(_: impl Send) {}
fn main() {
   require_send(foo());
}