[Swift] borrowing, consuming

Swift 5.9(SE-0377)에서 소유권 제어(Ownership Control) 키워드가 공식 도입되었다.

borrowing, consuming, copy를 이해하면 값 타입의 메모리 흐름을 훨씬 정밀하게 제어할 수 있다.

 

왜 필요한가?

Swift에서 값 타입(struct, enum)을 함수에 전달하면 기본적으로 복사(copy)가 발생한다.

struct Packet {
    var payload: [UInt8] = Array(repeating: 0, count: 65536) // 64KB
}

func validate(_ packet: Packet) -> Bool {
    return packet.payload.first == 0xFF
    // 읽기만 하는데도 64KB를 통째로 복사
}

단순히 읽기만 하는데 매번 64KB를 복사하는 건 낭비다. 이때 borrowing과 consuming이 해결책이 된다.

 

borrowing

함수가 인자를 복사하지 않고 읽기 전용으로 빌려쓴다는 선언이다.

소유권은 호출자(caller)가 그대로 유지하며, 함수 내부에서는 값을 소비하거나 저장할 수 없다.

func validate(_ packet: borrowing Packet) -> Bool {
    return packet.payload.first == 0xFF  // ✅ 읽기 가능
}

제약 사항

var stored: Packet?

func validate(_ packet: borrowing Packet) -> Bool {
    stored = packet         // ❌ 컴파일 에러: 저장 불가
    let copy = packet       // ❌ 컴파일 에러: 암묵적 복사 불가
    return true
}

명시적 복사가 필요하다면

내부에서 꼭 복사가 필요하면 copy 키워드를 명시한다.

func validate(_ packet: borrowing Packet) -> Bool {
    let myCopy = copy packet   // ✅ 명시적 복사 허용
    // myCopy로 작업...
    return true
}

호출 후 원본은 그대로

var packet = Packet()
validate(packet)
print(packet.payload.count)  // ✅ 여전히 사용 가능 — 소유권 유지

 

 

consuming

함수가 인자의 소유권을 완전히 가져간다는 선언이다.

호출자는 함수 호출 이후 해당 변수를 더 이상 사용할 수 없다.

 

borrowing과 consuming의 차이는 도서관 책 대출에 비유하면 직관적이다.

• borrowing → 열람실에서 읽기: 책을 그 자리에서만 읽고 반납한다. 책은 여전히 도서관 소유
• consuming → 책 구매: 책의 소유권이 완전히 내게 넘어온다. 도서관엔 더 이상 그 책이 없다.

func read(_ packet: borrowing Packet) { ... }   // 열람만, 원본 유지
func store(_ packet: consuming Packet) { ... }  // 소유권 이전, 원본 소멸

func store(_ packet: consuming Packet) {
    cache = packet   // ✅ 소유권이 있으므로 저장 가능
}

var packet = Packet()
store(packet)
print(packet.payload.count)  // ❌ 컴파일 에러: 소유권이 넘어감

함수 내부에서 할 수 있는 것

소유권을 가져왔으므로 수정, 저장, 반환이 모두 자유롭다.

func transform(_ packet: consuming Packet) -> Packet {
    var p = packet         // ✅ var로 받아 수정 가능
    p.payload.append(0xFF)
    return p               // ✅ 반환도 가능
}

 

consume 연산자

함수 파라미터 외에도, 변수 수준에서 명시적으로 소유권을 이전할 수 있다.

var packet = Packet()

let transferred = consume packet  // packet → transferred로 소유권 이전
print(packet.payload.count)       // ❌ 컴파일 에러
print(transferred.payload.count)  // ✅

 

왜 원본이 사라지는가?

Swift의 값 타입은 기본적으로 변수가 값의 유일한 소유자다.

consuming으로 함수를 호출하는 순간, 컴파일러는 그 변수의 소유권을 함수로 이동(move) 시키고, 원래 변수를 uninitialized 상태로 만든다.

복사가 일어나는 게 아니다. 값 자체가 호출자 쪽에서 사라진다.

[호출 전]  packet ──owns──▶ Packet { payload: [...] }

store(packet) 호출 시점:

[호출 후]  packet ──✖ (uninitialized)
           함수 내부 ──owns──▶ Packet { payload: [...] }

그래서 컴파일러가 호출 이후 packet에 접근하는 코드를 컴파일 타임에 에러로 잡아낸다.

런타임 크래시가 아니라 컴파일 에러라는 점이 중요하다.

 

Swift가 소유권을 정적으로 추적하고 있기 때문이다.

var packet = Packet()
store(packet)
print(packet.payload.count)  // ❌ 컴파일 에러: 'packet' used after consume

 

비교

	기본 (copy)	borrowing	consuming
복사 발생	✅	❌	❌
호출 후 원본 사용	✅	✅	❌
함수 내 수정·저장	✅	❌	✅
명시적 복사	불필요	copy 키워드	불필요
주요 용도	일반 전달	읽기 전용, 대용량 값	Builder, 소유권 이전

// borrowing: 읽고 돌려줌 → 호출 후 원본 그대로
func validate(_ packet: borrowing Packet) -> Bool {
    return packet.payload.first == 0xFF
}

var packet = Packet()
validate(packet)
print(packet.payload.count)  // ✅ 원본 살아있음


// consuming: 소유권 가져감 → 호출 후 원본 소멸
func store(_ packet: consuming Packet) {
    cache = packet
}

var packet2 = Packet()
store(packet2)
print(packet2.payload.count)  // ❌ 컴파일 에러

 

언제 써야 할까?

borrowing

• 함수 내에서 읽기만 하고 값을 변경하거나 저장하지 않을 때
• 크기가 큰 struct를 자주 전달해서 복사 비용이 부담될 때
• 성능에 민감한 데이터 파이프라인

consuming

• 값을 전달한 후 원본이 더 이상 필요 없을 때
• Builder 패턴처럼 단계적으로 값을 변환해 나갈 때
• 소유권 이전을 명시적으로 코드에 드러내고 싶을 때

그냥 기본(copy)으로 두는 상황

• 값이 작고 복사 비용이 미미할 때
• 호출 후에도 원본을 계속 써야 할 때
• 컴파일러 최적화(COW 등)에 맡겨도 충분할 때

 

요약

borrowing과 consuming로 Swift가 더 명확한 소유권 모델로 나아가고 있다

ARC 오버헤드를 줄이고 개발자가 값의 수명을 코드 레벨에서 표현할 수 있게 해준다.

일반적인 앱 개발에서는 컴파일러 최적화(COW, Copy-on-Write)에 맡겨도 충분하지만, 성능에 민감한 코드나 의도를 명확히 표현해야 하는 상황에서 이 키워드들을 사용할 수 있다.

 

 

[참고]

https://forums.swift.org/t/se-0377-borrow-and-take-parameter-ownership-modifiers/61020

SE-0377: borrow and take parameter ownership modifiers

https://github.com/swiftlang/swift-evolution/blob/main/proposals/0377-parameter-ownership-modifiers.md

swift-evolution/proposals/0377-parameter-ownership-modifiers.md at main · swiftlang/swift-evolution

 

SE-0366: consume operator to end the lifetime of a variable binding

swift-evolution/proposals/0366-move-function.md at main · swiftlang/swift-evolution