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<div style='display: inline'>
<h1 style='font-family: Malgun Gothic, Consolas; font-size: 20pt; color: #006699; text-align: center; font-weight: bold'>(번역글) .NET Internals Cookbook Part 7 - Word tearing, locking and others</h1>

 
이번에도 .NET Internals Cookbook 시리즈의 7번째 글을 번역한 것입니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
.NET Internals Cookbook Part 7 - Word tearing, locking and others
; <a target='tab' href='https://blog.adamfurmanek.pl/2019/03/30/net-internals-cookbook-part-7/'>https://blog.adamfurmanek.pl/2019/03/30/net-internals-cookbook-part-7/</a>
</pre>
 
<hr style='width: 50%' /> 
 
 <div style='font-size: 12pt; font-family: Malgun Gothic, Consolas; color: #2211AA; text-align: left; font-weight: bold'>45. 그래도 박싱(boxing)이 필요한 경우?</div>
 
박싱은 스택의 데이터를 힙에 중복해서 올리기 때문에 분명히 성능상 좋은 작업은 아닙니다. 하지만, 필드를 많이 가진 값 형식의 인스턴스를 다룰 때 값의 치환을 스레드에 안정적으로 다루는 용도로 사용할 수 있습니다. 
 
가령 다음과 같은 struct를, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
struct Foo
{
 public int A { get; set; }
 public int B { get; set; }
 public int C { get; set; }
 public int D { get; set; }
 public int E { get; set; }
}
</pre>
 
보유한 클래스가 있다고 가정해 보겠습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
public class Test
{
 Foo _foo = new Foo();

public void ChangeFoo(Foo foo)
    {
        _foo = foo;
    }

public void WriteValues()
 {
 Console.WriteLine(_foo.A);
 Console.WriteLine(_foo.E);
 }
}
</pre>
 
위에서 _foo = foo 대입문은 5개의 int 필드에 대한 값 복사가 발생합니다. 즉, 코드는 한 줄이지만 실제로는 다음과 같은 코드가 실행되는 것과 같습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
_foo.A = foo.A;
_foo.B = foo.B;
_foo.C = foo.C;
_foo.D = foo.D;
_foo.E = foo.E;
</pre>
 
일반적인 경우 저런 코드가 문제 되지 않지만 만약 다중 스레드 상황으로 바뀌면 의도치 않은 버그가 발생할 수 있습니다. 가령 A 스레드가 foo 구조체의 A, B까지 값을 대입한 상황에서 B 스레드가 WriteValues 메서드를 호출해 A와 E 멤버를 접근하면 foo가 _foo에 완전하게 대입되기도 전에 값을 접근하는 결과가 됩니다. 
 
저런 경우를 방지하기 위해서는 Foo를 class로 바꾸고 다음과 같은 식으로 코딩하면 됩니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
public class Test
{
 Foo _foo = new Foo();

public void ChangeFoo(Foo foo)
    {
        _foo = foo;
    }

public void WriteValues()
    {
        Foo temp = _foo;

Console.WriteLine(temp.A);
 Console.WriteLine(temp.E);
 }
}
</pre>
 
참조 형식의 경우 GC Heap을 가리키는 주솟값(x86 4바이트, x64 8바이트)에 불과하기 때문에 대입 과정이 atomic하게 처리되기 때문입니다. 
 
또는, class로 바꾸지 않고 의도적으로 필요한 순간에만 박싱을 해 주솟값 대입으로 변경하는 방법도 있습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
public class Test
{
 object _foo = new Foo();

public void ChangeFoo(Foo foo)
    {
        _foo = foo;
    }

public void WriteValues()
    {
        object obj = _foo;
        Foo temp = (Foo)obj;

Console.WriteLine(temp.A);
 Console.WriteLine(temp.E);
 }
}
</pre>
 
위와 같은 특징을 감안하고 원 글(<a target='tab' href='https://blog.adamfurmanek.pl/2019/03/30/net-internals-cookbook-part-7/'>.NET Internals Cookbook Part 7 ? Word tearing, locking and others</a>)의 예제 코드를 보면, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        var source = Enumerable.Range(0, 1000).ToArray();
        while(true)
        {
            Foo result = UnsafeParallel(source, n =&gt; {
                Thread.Sleep(0);
                return new Foo { A = n, B = n, C = n, D = n, E = n };
            });

if (result.A != result.B || result.A != result.C || result.A != result.D || result.A != result.E)
            {
                Console.WriteLine("Tearing detected!");
                Console.WriteLine(result.A);
                Console.WriteLine(result.B);
                Console.WriteLine(result.C);
                Console.WriteLine(result.D);
                Console.WriteLine(result.E);
                break;
            }
        }
    }

static T UnsafeParallel(IEnumerable source, Func action)
    {
        T result = default(T);
        Parallel.ForEach(source, (i, state) =&gt; {
            result = action(i);
            state.Stop();
        });

return result;
    }

static T SafeParallel(IEnumerable source, Func action)
    {
        object result = default(T);
        Parallel.ForEach(source, (i, state) =&gt; {
            result = action(i);
            state.Stop();
        });

return (T)result;
 }
}
</pre>
 
왜 UnsafeParallel에서는 문제가 발생하고, SafeParallel에서는 문제가 발생하지 않는지 이해할 수 있을 것입니다. 
 
<hr style='width: 50%' /> 
 
 <div style='font-size: 12pt; font-family: Malgun Gothic, Consolas; color: #2211AA; text-align: left; font-weight: bold'>46. 다중 연결된 delegate의 경우 중간 호출에서 예외가 발생한다면?</div>
 
예를 들어 다음의 코드를 보면, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
using System;

public class Program
{
    delegate void Foo();
    public static void Main()
    {
        Foo foo = () =&gt; Console.WriteLine("First");
        foo += () =&gt; throw new Exception("Second");
        foo += () =&gt; Console.WriteLine("Third");

try
        {
            foo();
        }
        catch (Exception e)
        {
            Console.WriteLine(e);
        }
    }
}

/* 출력 결과
First
System.Exception: Second
 at Program.&lt;&gt;c.&lt;Main&gt;b__1_1() in C:\temp\cookbook_series7_sample\q46\ConsoleApp1\Program.cs:line 9
 at Program.Foo.Invoke()
 at Program.Main() in C:\temp\cookbook_series7_sample\q46\ConsoleApp1\Program.cs:line 14
*/
</pre>
 
두 번째 연결된 delegate 호출에서 예외가 발생하므로 그 이후의 콜백 호출이 안 되는 것을 볼 수 있습니다. 만약 예외를 감안해 모든 delegate를 호출하고 싶다면 다음의 글에서 설명한, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
올바른 이벤트 예외 정보 출력
; <a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/620'>http://www.sysnet.pe.kr/2/0/620</a>
</pre>
 
GetInvocationList 메서드를 이용해 하나씩 try/catch로 감쌀 수 있습니다. 
 
<hr style='width: 50%' /> 
 <a name="tag47"></a>
 <div style='font-size: 12pt; font-family: Malgun Gothic, Consolas; color: #2211AA; text-align: left; font-weight: bold'>47. foreach 문을 사용하려면 IEnumerator/IEnumerable 인터페이스를 반드시 구현해야 할까?</div>
 
다음의 코드에서 보듯이, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
using System;

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        var bar = new Bar();

foreach (int item in bar)
        {
            Console.WriteLine(item);
        }
    }
}

class Foo
{
 public int Current { get; private set; }
 private int step;
 public bool MoveNext()
 {
 if (step &gt;= 5) return false;
 Current = step++;
 return true;
 }
}

class Bar
{
 public Foo GetEnumerator() { return new Foo(); }
}
</pre>
 
IEnumerator/IEnumerable 인터페이스를 굳이 명시하지 않아도 관련 속성과 메서드를 가지는 것만으로 C# 컴파일러는 foreach에 해당 멤버들을 사용해 코드를 생성해 줍니다. 
 
이 규칙은 비동기 호출에 관련된 await에도 적용되는데 다음의 코드를 보면 정숫값(2000)을 await할 수 있도록 확장 메서드를 연결하고 있습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
using System;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Threading.Tasks;

namespace AwaitOnInteger
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            WaitForInt().Wait();
        }

static async Task WaitForInt()
 {
 Console.WriteLine($"Waiting starting at {DateTime.Now}");
 await 2000;
 Console.WriteLine($"Waiting finished at {DateTime.Now}");

}
    }

public static class AwaitableInt
 {
 public static TaskAwaiter GetAwaiter(this int miliseconds)
 {
 return Task.Delay(TimeSpan.FromMilliseconds(miliseconds)).GetAwaiter();
 }
 }
}
</pre>
 
위의 규칙에 대해서는 저도 예전에 ^^ 설명한 적이 있습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
C# - await을 Task 타입이 아닌 사용자 정의 타입에 적용하는 방법
; <a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/11456'>http://www.sysnet.pe.kr/2/0/11456</a>
</pre>
 
<hr style='width: 50%' /> 
 
 <div style='font-size: 12pt; font-family: Malgun Gothic, Consolas; color: #2211AA; text-align: left; font-weight: bold'>48. LINQ 쿼리의 동작과 컴파일 방식</div>
 
SQL 쿼리 구문처럼 보이는 LINQ는, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
using System;
using System.Linq;

namespace Program
{
 public class Program
 {
 public static void Main(string[] args)
 {
 var source = Enumerable.Range(0, 100);
 var filtered = from i in source 
 where i % 3 == 0 
 select i / 2;
 }
 }
}
</pre>
 
빌드하면 결국 관련된 IEnumerable의 확장 메서드로 번역이 된다는 것을 .NET Reflector 도구 등으로 확인해 보면 알 수 있습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Runtime.CompilerServices;
namespace Program
{
 public class Program
 {
 [CompilerGenerated]
 [Serializable]
 private sealed class &lt;&gt;c
 {
 public static readonly Program.&lt;&gt;c &lt;&gt;9 = new Program.&lt;&gt;c();
 public static Func &lt;&gt;9__0_0;
 public static Func &lt;&gt;9__0_1;
 internal bool b__0_0(int i)
 {
 return i % 3 == 0;
 }
 internal int b__0_1(int i)
 {
 return i / 2;
 }
 }
 public static void Main(string[] args)
 {
 IEnumerable enumerable = Enumerable.Range(0, 100);
 IEnumerable arg_2A_0 = enumerable;
 Func arg_2A_1;
 if ((arg_2A_1 = Program.&lt;&gt;c.&lt;&gt;9__0_0) == null)
 {
 arg_2A_1 = (Program.&lt;&gt;c.&lt;&gt;9__0_0 = new Func(Program.&lt;&gt;c.&lt;&gt;9.b__0_0));
 }
 IEnumerable arg_4E_0 = arg_2A_0.Where(arg_2A_1);
 Func arg_4E_1;
 if ((arg_4E_1 = Program.&lt;&gt;c.&lt;&gt;9__0_1) == null)
 {
 arg_4E_1 = (Program.&lt;&gt;c.&lt;&gt;9__0_1 = new Func(Program.&lt;&gt;c.&lt;&gt;9.b__0_1));
 }
 IEnumerable enumerable2 = arg_4E_0.Select(arg_4E_1);
 }
 }
}
</pre>
 
<hr style='width: 50%' /> 
 
 <div style='font-size: 12pt; font-family: Malgun Gothic, Consolas; color: #2211AA; text-align: left; font-weight: bold'>49. IEnumerable.Select와 IQueryable.Select의 차이점</div>
 
메서드 시그니처를 보면, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
[IEnumerable.Select]
public static System.Collections.Generic.IEnumerable Select (this System.Collections.Generic.IEnumerable source, Func selector);

[IQueryable.Select]
public static System.Linq.IQueryable Select (this System.Linq.IQueryable source, System.Linq.Expressions.Expression> selector);
</pre>
 
IEnumerable 측은 람다를 코드(Func)로 받아들여 실행시키는 반면 IQueryable의 경우 람다를 데이터(System.Linq.Expressions.Expression)로 받아들여 분석해 실행 시 SQL 쿼리로 번역합니다. 
 
<hr style='width: 50%' /> 
 
 <div style='font-size: 12pt; font-family: Malgun Gothic, Consolas; color: #2211AA; text-align: left; font-weight: bold'>50. Reflection으로 private 멤버를 접근하지 못하도록 막는 방법</div>
 
.NET 4.6/.NET Core 1.0부터 제공되는 <a target='tab' href='https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.runtime.compilerservices.disableprivatereflectionattribute'>DisablePrivateReflectionAttribute</a> 특성을 어셈블리 수준에 부여하거나, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
[assembly: DisablePrivateReflection]
</pre>
 
<a target='tab' href='https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.security.permissions.reflectionpermission'>ReflectionPermission</a>을 사용하면 된다고 합니다. 
 
그런데, 실제로 해보면 .NET Framework 응용 프로그램에서는 동작하지 않고, .NET Core에서만 동작합니다. 예를 들어 다음의 코드를 .NET Standard 라이브러리로 만들고, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

[assembly: DisablePrivateReflection]

public class Class1
{
 private int i = 5;

public void Print()
 {
 Console.WriteLine(i);
 }
}
</pre>
 
.NET Core 콘솔에서 다음과 같이 Class1을 사용하면, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
using System;
using System.Reflection;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Class1 cl = new Class1();
        cl.Print();

SetPrivate(cl, 6);
        cl.Print();
    }

private static void SetPrivate(Class1 cl, int v)
    {
        Type type = cl.GetType();

FieldInfo fi = type.GetField("i", System.Reflection.BindingFlags.NonPublic | System.Reflection.BindingFlags.Instance);
        if (fi == null)
        {
            return;
        }

fi.SetValue(cl, v);
 }
}
</pre>
 
SetValue 메서드 수행에서 다음과 같은 예외가 발생합니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
Unhandled Exception: System.FieldAccessException: Attempt by method 'Program.SetPrivate(Class1, Int32)' to access field 'Class1.i' failed.
 at System.Reflection.RtFieldInfo.PerformVisibilityCheckOnField(IntPtr field, Object target, RuntimeType declaringType, FieldAttributes attr, UInt32 invocationFlags)
 at System.Reflection.RtFieldInfo.InternalSetValue(Object obj, Object value, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, CultureInfo culture, StackCrawlMark&amp; stackMark)
 at System.Reflection.RtFieldInfo.SetValue(Object obj, Object value, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, CultureInfo culture)
 at System.Reflection.FieldInfo.SetValue(Object obj, Object value)
 at Program.SetPrivate(Class1 cl, Int32 v) in C:\temp\NetCoreCon1\Program.cs:line 25
 at Program.Main(String[] args) in C:\temp\NetCoreCon1\Program.cs:line 11
</pre>
 
반면 동일한 코드를 .NET Framework 응용 프로그램에서 실행하면 예외가 발생하지 않습니다. 
 
<hr style='width: 50%' /> 
 
 <div style='font-size: 12pt; font-family: Malgun Gothic, Consolas; color: #2211AA; text-align: left; font-weight: bold'>51. lock 구문에 값 형식(value type)의 인스턴스를 사용할 수 있을까?</div>
 
아래의 글에서도 설명했지만, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
.NET 참조 개체 인스턴스의 Object Header를 확인하는 방법
; <a target='tab' href='https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1175'>https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1175</a>
</pre>
 
값 형식은 Object Header가 없기 때문에 lock 구문으로 사용할 수 없습니다. 그래서 다음과 같이 lock에 사용하려고 시도하면 컴파일 오류가 발생합니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
using System;

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        int i = 5;

// 컴파일 에러
 // error CS0185: 'int' is not a reference type as required by the lock statement
 lock(i) {
 }
 }
}
</pre>
 
<a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/11873#tag32'>lock 구문이 실제로는 Monitor.Enter 코드로 변경된다는 것을 지난 글에서 설명</a>했는데요. 따라서 다음과 같이 풀어서 접근하는 것을 시도해 볼 수는 있습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
int i = 5;
bool wasTaken = false;
try
{
 Monitor.Enter(i, ref wasTaken);
}
finally
{
 if (wasTaken)
 {
 Monitor.Exit(i);
 }
}
</pre>
 
이번엔 컴파일 오류는 발생하지 않지만, 실행 시 다음과 같은 오류가 발생합니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
Unhandled Exception: System.Threading.SynchronizationLockException: Object synchronization method was called from an unsynchronized block of code.
</pre>
 
왜냐하면, Monitor.Enter의 첫 번째 인자는 object 타입이므로 int i는 object로 박싱되어 컴파일을 통과할 수 있었지만, Monitor.Exit에 사용된 i도 그 순간 새롭게 object로 박싱된 것이므로 Enter와 Exit에 사용된 객체가 같지 않기 때문입니다. 결국 Exit(i)의 박싱된 object는 Enter에 사용된 적이 없으므로 Exit에서 해제 시 오류가 발생하는 것입니다. 
 
(<a target='tab' href='https://www.sysnet.pe.kr/bbs/DownloadAttachment.aspx?fid=1441&amp;boardid=331301885'>첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함</a>합니다.) 
</h1>

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

</div>

첨부파일

스팸 방지용 인증 번호

1625 (왼쪽의 숫자를 입력해야 합니다.)