[Rust] panic에 대해서

Rust에서 Panic은 최후의 오류 처리 수단이다.

현실적으로 발생하지 않아야 하는 상황에서 문제가 생길 경우 던지곤 한다.

패닉은 배열 out of index 같은 상황에서 뜨기도 하지만, 직접 던지기도 쉽다.
아래와 같이 panic 매크로를 사용하면 바로 패닉이 발생하고

그 패닉 텍스트와 백트레이스가 로그에 찍힌다.

패닉의 종류

Rust의 패닉에는 2가지 종류가 있다.
unwind와 abort다.

unwind는 패닉이 발생했을때 스택을 순서대로 풀면서 자원을 해제한다. 그리고 해제가 다 끝나면 종료를 한다.
하지만 abort는 정리고 뭐고 다 던지고 바로 종료를 한다.

대부분의 플랫폼에서는 unwind가 기본으로 활성화되어있으나, 일부 불가능한 플랫폼은 abort가 기본값이다.

unwind는 패닉 이후의 동작에 대해서 고려할 필요가 있는 경우에는 매우 유용하나, 그렇지 않을때는 약간의 손해가 될 수 있다. unwind 처리를 위해서 추가적인 로직이 들어가다보니 바이너리 사이즈가 좀 커지기 때문이다.
그런거에 민감하면 abort 모드로 사용하면 된다.
cargo.toml에 이런걸 추가한다.

[profile.release]
panic = "abort"

[profile.dev]
panic = "abort"

catch_unwind로 패닉 잡기

패닉을 잡아서 예외처리를 할 수도 있다.
패닉으로 try-catch를 하는건 권장되는 사항은 아니나, 종종 시스템의 안정성을 위해 사용해야할 경우도 있다.

일단, 이 기능은 unwind 기능을 사용할 때만 사용이 가능하다. abort 모드에서는 패닉이 바로 프로세스를 날려버리기 때문에 뭐 잡을 틈도 없기 때문이다.

사용법은 대략 이렇다.
패닉이 발생 가능한 영역을 클로저로 묶어서 함수에 던져주면 된다.

그럼 실패 결과에 따라서 Result로 말아다가 던져주는데

패닉이 뜨면 이렇게 날라온다.

적절히 받아서 처리하면 된다.

UnwindSafe

근데 만약 이런 Foo 타입을 정의해서 catch_unwind에 넘겨보면,

오류가 발생한다. UnwindSafe가 발생했다고 한다.

이 UnwindSafe란 트레잇은 해당 타입이 패닉 환경에서도 안전하다는 것을 증명하는 특수한 마커 타입이다.
원래는 대부분의 타입에 자동 구현되는 트레잇인데, Any나 RefCell, &mut T 같은 타입에 대해서는 적용이 되지 않는 모양이다.

나도 아직은 완전히 잘 이해되지는 않는데, 이런것 때문에 존재한다고 한다.

1. 스레드 패닉이 발생하면 데이터 구조가 일시적으로 유효하지 않은 상태가 될 수 있다.

2. 이런 깨진 불변성(broken invariant)은 나중에야 관찰될 수 있다.

이런것 때문에 논리적 불변성이 깨져서 뭔지는 모르겠지만 버그가 발생할 수 있단다.
그래서 UnwindSafe라는 걸 통해서 안전성을 제한하는데, 이게 없다고 해서 unsafe한건 또 아니라나 뭐라나... 그냥 권고사항 정도지 그렇게 큰 위험은 아닌거같다. 뭐이리 애매하게 만들었는지
이거 관련해서는 개선 방안이 제시되고 있고, 계속해서 개발중인 부분이 많은 것 같다.

아무튼 이 문제를 해결하려면 UnwindSafe 트레잇을 대상 타입에 적용해주면 된다.

그럼 동작은 잘 한다.

스레드에서의 패닉

메인스레드에서 발생한 패닉은 프로그램을 통째로 터뜨리지만, 서브스레드에서 발생한 패닉은 큰 문제가 되지는 않는다.
그래서 이렇게 패닉을 던져도

메인스레드는 그대로 동작한다.

패닉 가로채기

패닉 발생을 가로채서 패닉 메세지를 커스텀하는 것도 가능하다.
이건 abort, unwind 둘다 사용가능하다.

이런식으로 set_hook 깔고 표준 출력을 내보내면

그게 패닉 메세지가 된다.

(사족) 패닉 내부동작 까보기

이건 사족이다. 궁금하지 않다면 재낀다.
별 의미는 없고, 좀 궁금해서 까보던걸 대충 모아둔 것이다.

패닉 매크로를 까보면

빌트인 동작이라 뭐가 없다고만 한다.

그래서 패닉 발생시에 던지는 머신코드를 추적해보면

begin_panic_handler라는 녀석이 호출되는걸 확인할 수 있다.

https://github.com/rust-lang/rust/blob/master/library/std/src/panicking.rs#L593

그리고 저건 rust_panic_with_hook이란 함수에 처리를 위임하는데

이건 panic_count::increase에 넘어는 값에 따라서 abort를 때릴지 말지를 결정한다.

저 panic_count는 cfg 매크로를 통해 컴파일타임 분기를 타게 구성되어있다.

이건 아마 abort 플래그가 활성화되었을때

이건 unwind가 활성화되었을 때의 mod인거같다.

참조
https://doc.rust-lang.org/book/ch09-01-unrecoverable-errors-with-panic.html
https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/panic-implementation.html
https://doc.rust-lang.org/cargo/reference/profiles.html#panic
https://github.com/rust-lang/rust/blob/master/library/std/src/panicking.rs#L593
https://doc.rust-lang.org/rust-by-example/error/abort_unwind.html
https://doc.rust-lang.org/std/panic/trait.UnwindSafe.html
https://github.com/rust-lang/rfcs/blob/master/text/1236-stabilize-catch-panic.md