Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 611. C++ 개발자들을 위한 C# Thread 동작 방식 [링크 복사], [링크+제목 복사]
조회: 19450
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일
 
(연관된 글이 1개 있습니다.)

C++ 개발자들을 위한 C# Thread 동작 방식

아래와 같은 질문이 있군요. ^^

C# 스레드 질문입니다. 
; http://lab.gamecodi.com/board/zboard.php?id=GAMECODILAB_QnA_etc&no=4517&z=

질문의 요지는 이렇습니다. C++의 경우 class에서 Thread를 사용하려면 다음과 같이 static (또는 전역 함수)로 정의된 경우여야 합니다.

#include "stdafx.h"
#include <Windows.h>

class MyClass
{
public:
    static DWORD threadFunc(void *ptr)
    {
        printf("threadFunc called!\n");
        return 0;
    }

    DWORD dummy(void *ptr) { return 0; }
};

int main()
{
    HANDLE hHandle = ::CreateThread(nullptr, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE) &MyClass::threadFunc, nullptr, 0, nullptr);
    ::WaitForSingleObject(hHandle, -1);

    return 0;
}

C++은 class의 static 함수의 타입을 정의된 그대로 "DWORD (*)(void *)"로 처리하는 반면, 그렇지 않은 경우에는 함수(예제에서는 dummy)의 타입에 클래스 명이 붙어 "DWORD (MyClass::*)(void *)"로 처리합니다. 게다가 이런 경우에는 강제 형 변환조차도 할 수 없도록 C++ 컴파일러 자체가 막아 버립니다.

// 아래의 코드는 컴파일러 오류 발생 (Error C2440 - 'type cast': cannot convert from 'DWORD (__thiscall MyClass::* )(void *)' to 'LPTHREAD_START_ROUTINE')

LPTHREAD_START_ROUTINE pThreadFunc = (LPTHREAD_START_ROUTINE)(&MyClass::dummy);

C++ 클래스의 멤버 함수 signature에 클래스 이름이 붙는 것은 사실 "this" 포인터를 전달하는 함수라는 것입니다. 그래서, 엄밀히 따지면 LPTHREAD_START_ROUTINE 함수 포인터의 signature에 근접한 dummy 함수를 정의하려면 오히려 다음과 같이 해야 합니다.

class MyClass
{
public:
    DWORD __stdcall dummy() { return 0; }
};

물론, 그래도 C++ 컴파일러는 LPTHREAD_START_ROUTINE으로의 형 변환을 막습니다.

어쨌든, C++ 코드로는 this 포인터를 우아하게 전달할 수 있는 방법은 없고 단지 다음과 같이 CreateThread 함수에 this를 함께 전달하는 수밖에 없습니다.

#include "stdafx.h"
#include <Windows.h>

class MyClass
{
public:
    static DWORD WINAPI threadFunc(LPVOID ptr)
    {
        MyClass *pThis = (MyClass *)ptr;

        pThis->dummy();

        printf("threadFunc called!\n");
        return 0;
    }

    DWORD __stdcall dummy() { return 0; }
};

int main()
{
    MyClass *t = new MyClass();
    
    HANDLE hHandle = ::CreateThread(nullptr, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE) &MyClass::threadFunc, t, 0, nullptr);
    ::WaitForSingleObject(hHandle, -1);

    delete t;
    return 0;
}




그런데, C#에서는 어떻게 할까요?

using System;
using System.Threading;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            MyClass m = new MyClass(5);

            Thread t = new Thread(m.Test);
            t.Start();
            t.Join();
        }
    }

    class MyClass
    {
        int _value;
        public MyClass(int value) { _value = value; }

        public void Test()
        {
            Console.WriteLine("Test called: " + _value);
        }
    }
}

Thread 타입에 Test 멤버 함수를 넘겨주면서도, Test 메서드 내에서는 아무렇지도 않게 _value 멤버를 사용하고 있습니다. C++ 개발자들에게는 도저히 이해가 안 되는 코드입니다. (사실, C# 개발자 입장에서도 얼핏 생각해보면 그다지 이해가 안 됩니다.)

이에 대한 비밀은 C# 컴파일러에 있습니다. 개발자 입장에서는 "new Thread(m.Test)"라고 멤버 함수를 넣어주는 것처럼 보이지만, C# 컴파일러는 이것을 delegate 타입으로 감싼 인스턴스를 넘겨주는 부가 코드를 작성해주는 것입니다. 그래서 실제 컴파일된 코드를 .NET Reflector를 이용해 IL 코드로 보면 다음과 같은 형식으로 나옵니다.

MyClass m = new MyClass(5);

Thread t = new Thread( new ThreadStart(m, (address of)m.Test) ); // pseudo 코드입니다.

결국, Thread 클래스 내부에서는 ThreadStart 타입의 Invoke를 호출하게 되고 Invoke는 대충 다음과 같은 형식으로 처리를 하게 됩니다.

class ThreadStart
{
    object _target;
    FuncionPtr _ptrToFunction;  // pseudo 코드입니다.

    public ThreadStart(object target, FunctionPtr ptr)
    {
        _target = target;
        _ptrToFunction = ptr;
    }

    void Invoke()
    {
        _ptrToFunction(_target); // this 포인터를 넣어주고 호출
    }
}




그나저나, 전부터 참 궁금했던 내용인데요, 그토록 유연한 코딩이 가능한 C++이 왜 클래스의 함수 포인터에 대해서는 non-static의 처리를 그토록 엄격하게 처리하도록 만들었을까 하는 점입니다. 본문에서처럼 다음과 같이 강제 형 변환이 가능하다면,

LPTHREAD_START_ROUTINE pThreadFunc = (LPTHREAD_START_ROUTINE)(&MyClass::dummy);

CreateThread에 다음과 같은 식으로 전달하는 것이 가능합니다.

MyClass *t = new MyClass();
HANDLE hHandle = ::CreateThread(nullptr, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE) &MyClass::dummy, t, 0, nullptr);

그럼, 운영체제는 넘겨진 함수 포인터의 첫 번째 인자로 t를 전달해 줄 것이고 이로 인해 자연스럽게 this 포인터가 전달된 것처럼 동작하기 때문에 아무런 문제없이 클래스의 멤버 함수 호출이 이뤄지게 됩니다.




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 6/27/2021]

Creative Commons License
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.
by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com

비밀번호

댓글 작성자
 



2016-10-20 12시34분
[ryujh] 안녕하세요. C# 예제에서

Thread t = new Thread(m.Test);
t.Start();
t.Join();

하는 것은
m.Test(); 실행으로 생각하는 것으로 이해하고 있으며

m._value 도 this._value 로 이해하고 있는데 C#에 익숙해서 그런것인가요?

반면 C++ 코드가 이해가 어려운데 포인터 개념이 필요해서 그런 것인지요?

C#으로 웹개발만 할 수 없어서 다른 분야 개발을 알아보는데 C#을 사용하는 경우를 못찾았고 C++이 일반적이더군요.

C# 코드를 C++ 코드로 변환하면서 익히는 수 밖에 없을까요?

마지막 예제는 실제로는 실행/컴파일 불가한 코드인지요?

감사합니다.
[guest]
2016-10-20 12시55분
m.Test()를 실행하는 것은 맞지만, 얼핏 보면 MyClass의 Test 메서드를 전달하는 듯 보입니다. C++ 개발자들 입장에서는 delegate를 C++의 함수 포인터로 이해하는 경우가 많기 때문에 (실제로 그렇게 이해해도 무방하고.) this에 대한 처리가 없는 상황에서 저 코드가 잘 동작한다는 것이 의아스러운 거죠. ^^

그리고 m.Test()를 실행한다고는 하지만, 원래 내부적으로는 this 포인터를 전달해야 객체 데이터를 접근할 수 있습니다. Thread 객체가 나중에 호출해준다고 가정했을 때, "m" 인스턴스없이 m.Test()만 호출해서는 코드가 정상적으로 동작하지 않는 것이죠. (반드시 m 인스턴스를 보관하고 있어야 합니다.) 이것은 Reflection에서 MethodInfo.Invoke 메서드의 인자에 m 인스턴스가 필요한 것과 유사하다고 보시면 됩니다.

제가 제시한 C++ 코드의 핵심은 포인터인데 어렵게 느껴졌다면 그 때문이겠지요! (참고로, Visual C++ 개발자들에게는 그냥 정형화된 코드입니다.)

다른 분야라면? ^^ 오히려 C#은 웹 개발 뿐만 아니라 UI 프로그래밍에도 강점이 있습니다. Java의 경우 UI 프로그래밍이 많이 수그러든 것에 비하면 C#은 Mono를 이용한 WinForm 개발까지 포함하면 꽤나 클라이언트용 프로그램에도 좋은 이점이 있습니다.
(마지막 예제는 실행 불가입니다.)

--------------------

 CreateThread Win32 API에 C++ 클래스의 멤버 함수를 전달하는 방법
; http://www.sysnet.pe.kr/2/0/11163
정성태

... 31  32  [33]  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
12804정성태8/24/20219032.NET Framework: 1103. C# 10 - (7) Source Generator V2 APIs
12803정성태8/23/20218605개발 환경 구성: 600. pip cache 디렉터리 옮기는 방법
12802정성태8/23/20218918.NET Framework: 1102. .NET Conf Mini 21.08 - WinUI 3 따라해 보기 [1]
12801정성태8/23/20218412.NET Framework: 1101. C# 10 - (6) record class 타입의 ToString 메서드를 sealed 처리 허용파일 다운로드1
12800정성태8/22/20218647개발 환경 구성: 599. PyCharm - (반대로) 원격 프로세스가 PyCharm에 디버그 연결하는 방법
12799정성태8/22/20218700.NET Framework: 1100. C# 10 - (5) 속성 패턴의 개선파일 다운로드1
12798정성태8/21/202110038개발 환경 구성: 598. PyCharm - 원격 프로세스를 디버그하는 방법
12797정성태8/21/20217750Windows: 197. TCP의 MSS(Maximum Segment Size) 크기는 고정된 것일까요?
12796정성태8/21/20218416.NET Framework: 1099. C# 10 - (4) 상수 문자열에 포맷 식 사용 가능파일 다운로드1
12795정성태8/20/20219024.NET Framework: 1098. .NET 6에 포함된 신규 BCL API - 스레드 관련
12794정성태8/20/20218490스크립트: 23. 파이썬 - WSGI를 만족하는 최소한의 구현 코드 및 PyCharm에서의 디버깅 방법 [1]
12793정성태8/20/20219179.NET Framework: 1097. C# 10 - (3) 개선된 변수 초기화 판정파일 다운로드1
12792정성태8/19/20219659.NET Framework: 1096. C# 10 - (2) 전역 네임스페이스 선언파일 다운로드1
12791정성태8/19/20217992.NET Framework: 1095. C# COM 개체를 C++에서 사용하는 예제 [3]파일 다운로드1
12790정성태8/18/202110225.NET Framework: 1094. C# 10 - (1) 구조체를 생성하는 record struct파일 다운로드1
12789정성태8/18/20219254개발 환경 구성: 597. PyCharm - 윈도우 환경에서 WSL을 이용해 파이썬 앱 개발/디버깅하는 방법
12788정성태8/17/20217813.NET Framework: 1093. C# - 인터페이스의 메서드가 다형성을 제공할까요? (virtual일까요?)파일 다운로드1
12787정성태8/17/20218034.NET Framework: 1092. (책 내용 수정) "4.5.1.4 인터페이스"의 "인터페이스와 다형성"
12786정성태8/16/20219544.NET Framework: 1091. C# - Python range 함수 구현 (2) INumber<T>를 이용한 개선 [1]파일 다운로드1
12785정성태8/16/20217803.NET Framework: 1090. .NET 6 Preview 7에 추가된 숫자 형식에 대한 제네릭 연산 지원 [1]파일 다운로드1
12784정성태8/15/20217204오류 유형: 757. 구글 메일 - 아웃룩에서 메일 전송 시 Sending' reported error (0x800CCC0F, 0x800CCC92)
12783정성태8/15/20216781.NET Framework: 1089. C# - Indexer에 Range 및 람다 식을 이용한 필터 구현 [1]파일 다운로드1
12782정성태8/14/20216567오류 유형: 756. 파이썬 - 윈도우 환경에서 pytagcloud의 한글 출력 방법
12781정성태8/14/20218727오류 유형: 755. 파이썬 - konlpy 사용 시 JVM과 jpype1 관련 오류
12780정성태8/13/20217104.NET Framework: 1088. C# - 버스 노선 및 위치 정보 조회 API 사용을 위한 기초 라이브러리 [2]
12779정성태8/13/20218972개발 환경 구성: 596. 공공 데이터 포털에서 버스 노선 및 위치 정보 조회 API 사용법
... 31  32  [33]  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  ...