Rust와 PyO3를 이용한 파이썬 UI 애플리케이션 개발하기

10 Nov 2023

pyo3

이번 기술 블로그에서는 Rust와 PyO3를 이용하여 파이썬으로 UI 애플리케이션을 개발하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

1. Rust란?

Rust는 Mozilla에서 개발한 시스템 프로그래밍 언어로, 안전성, 병행성, 성능 등 다양한 측면에서 우수한 특징을 가지고 있습니다. Rust는 메모리 안전성을 강조하며, 널 포인터 및 데이터 레이스와 같은 일반적인 C/C++의 오류를 방지합니다. 또한, Rust는 강력한 패턴 매칭, 제네릭, 트레잇 등의 기능을 제공하여 효율적이면서도 가독성이 높은 코드 작성을 가능하게 합니다.

2. PyO3란?

PyO3는 Rust에서 파이썬 C API의 래퍼로, Rust에서 파이썬 확장 모듈을 개발할 수 있게 해줍니다. PyO3를 사용하면 Rust로 빠르고 안전한 확장 모듈을 개발할 수 있으며, 이를 이용하여 파이썬 애플리케이션과 상호작용할 수 있습니다.

3. Rust와 PyO3를 이용한 파이썬 UI 애플리케이션 개발하기

파이썬은 간편한 문법과 다양한 라이브러리를 제공하기 때문에 UI 애플리케이션 개발에 많이 사용됩니다. 그러나 파이썬의 GIL(Global Interpreter Lock)은 다중 스레딩으로 인한 성능 저하를 초래할 수 있습니다. 이런 문제를 해결하기 위해 Rust와 PyO3를 사용하여 파이썬으로 UI 애플리케이션을 개발할 수 있습니다.

우선, Rust로 UI 애플리케이션 라이브러리를 개발합니다. Rust의 크로스 플랫폼 라이브러리인 gtk-rs를 사용하면 GTK 기반의 UI를 간편하게 개발할 수 있습니다. 이후 PyO3를 사용하여 Rust로 개발한 UI 라이브러리를 파이썬으로 확장 모듈로 사용할 수 있습니다.

아래는 Rust와 PyO3를 사용하여 간단한 파이썬 UI 애플리케이션을 개발하는 예제 코드입니다.

use pyo3::prelude::*;
use gtk::prelude::*;
use gtk::{Button, Window, WindowType};

#[pymodule]
fn my_ui(_py: Python, m: &PyModule) -> PyResult<()> {
    #[pyfn(m, "show_window")]
    fn show_window(_py: Python) -> PyResult<()> {
        if gtk::init().is_err() {
            panic!("Failed to initialize GTK.");
        }

        let window = Window::new(WindowType::Toplevel);
        window.set_title("Hello from Rust");
        window.set_default_size(320, 240);

        let button = Button::with_label("Click me!");
        button.connect_clicked(|_| {
            println!("Button clicked!");
        });

        window.add(&button);
        window.show_all();

        gtk::main();

        Ok(())
    }

    Ok(())
}

#[pymodule]
fn my_module(py: Python, m: &PyModule) -> PyResult<()> {
    m.add_function(wrap_pyfunction!(show_window, m)?)?;

    Ok(())
}

#[pymodule]
fn my_app(py: Python, m: &PyModule) -> PyResult<()> {
    m.add_module(my_ui(py, m)?)?;
    m.add_module(my_module(py, m)?)?;

    Ok(())
}

#[pymodule]
fn ui_app(_py: Python, m: &PyModule) -> PyResult<()> {
    m.add_module(my_app(_py, m)?)?;

    Ok(())
}

#[pymodule]
fn rust_ui_app(_py: Python, m: &PyModule) -> PyResult<()> {
    m.add_module(ui_app(_py, m)?)?;

    Ok(())
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    #[test]
    fn test_show_window() {
        let gil = Python::acquire_gil();
        let py = gil.python();
        let my_app = PyModule::new(py, "my_app").unwrap();
        let my_ui = PyModule::new(py, "my_ui").unwrap();

        my_app.add_module(my_ui).unwrap();

        let result = my_ui_getattr(py, "show_window").unwrap();

        assert_eq!(result.to_string(), "<function show_window>");

        // Other assertions...
    }
}

이 예제 코드에서는 Rust의 gtk-rs 라이브러리를 사용하여 간단한 GTK UI를 생성합니다. PyO3를 사용하여 파이썬 확장 모듈로 래핑한 후 show_window 함수를 파이썬에서 호출하면, Rust로 개발한 UI 애플리케이션이 실행됩니다.

4. 결론

Rust와 PyO3를 사용하여 파이썬으로 UI 애플리케이션을 개발하는 방법을 알아보았습니다. Rust의 안전성과 성능을 활용하여 파이썬 애플리케이션의 성능을 향상시킬 수 있습니다. Rust와 PyO3를 활용하여 다양한 유형의 UI 애플리케이션을 개발해보세요!

참고 자료

#Rust #PyO3