Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 1002. C# - ReadOnlySequence<T> 소개 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 20197
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일

C# - ReadOnlySequence<T> 소개

이번엔 다음의 글을 정리한 것에 불과합니다.

CREATING A READONLYSEQUENCE FROM ARRAY DATA
; https://www.stevejgordon.co.uk/creating-a-readonlysequence-from-array-data-in-dotnet

그러니까, 개별 버퍼를 연결해 한 개의 개체로 다룰 수 있는 표현 방법을 .NET BCL 자체에서 제공한 것이 바로 ReadOnlySequence<T>입니다.

ReadOnlySequence<T> Struct
; https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.buffers.readonlysequence-1

제가 "표현 방법"이라고 언급했는데, 왜냐하면 .NET BCL에서 이에 대한 모든 concrete 코드를 제공하지 않기 때문입니다. 대충 상황을 좀 보면, ReadOnlySequence<T>는 (기본 생성자 외에) 단일 버퍼를 받아들일 수 있는 3개의 생성자와,

public ReadOnlySequence(ReadOnlyMemory<T> memory)
public ReadOnlySequence(T[] array)
public ReadOnlySequence(T[] array, int start, int length)

다중 버퍼가 표현된 ReadOnlySequenceSegment<T>를 받아들일 수 있는 1개의 생성자를 제공합니다.

public ReadOnlySequence(ReadOnlySequenceSegment<T> startSegment, int startIndex, ReadOnlySequenceSegment<T> endSegment, int endIndex)

여기서 ReadOnlySequenceSegment<T> 타입은,

ReadOnlySequenceSegment<T> Class
; https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.buffers.readonlysequencesegment-1

추상 클래스여서 사용 전에 구현을 필요로 합니다.

namespace System.Buffers
{
    public abstract class ReadOnlySequenceSegment<T>
    {
        public ReadOnlyMemory<T> Memory { get; protected set; }
        public ReadOnlySequenceSegment<T>? Next { get; protected set; }
        public long RunningIndex { get; protected set; }
    }
}

따지고 보면 개념은 정말 간단합니다. 그냥 우리가 기존에 알고 있던 연결 리스트(Linked-List)와 Span의 구획 지정을 담아 명시적으로 ReadOnlySequenceSegment<T> 타입을 만든 것입니다.

자, 그럼 이걸로 별개의 배열을 연결하는 Segment 타입을 구현해 볼까요?

class ArraySegment<T> : ReadOnlySequenceSegment<T>
{
    public ArraySegment(T [] array)
    {
        this.Memory = array;
    }

    public ArraySegment<T> Add(T [] array)
    {
        var segment = new ArraySegment<T>(array);
        segment.RunningIndex = RunningIndex + Memory.Length;

        Next = segment;
        return segment;
    }
}

간단하죠. 다음은 이러한 Segment로 ReadOnlySequence를 활용할 차례입니다.

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int[] array1 = { 1, 2, 3 };
        int[] array2 = { 6, 7, 8, 9, 10 };

        ArraySegment<int> segment1 = new ArraySegment<int>(array1);
        ArraySegment<int> segment2 = segment1.Add(array2);
        
        ReadOnlySequence<int> seq = new ReadOnlySequence<int>(segment1, 0, segment2, segment2.Memory.Length);

        foreach (var segment in seq)
        {
            foreach (int item in segment.Span)
            {
                Console.Write(item + ", ");
            }
        }

        Console.WriteLine();

    }
}

/* 출력 결과
1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10
*/

ReadOnlySequence의 생성자에 segment 2개를 전달했는데, 이것은 연결 리스트의 첫 번째와 끝에 해당하는 segment입니다. 따라서, 가령 3개의 버퍼를 구성한다면 이렇게 처리할 수 있습니다.

{
    int[] array1 = { 1, 2, 3 };
    int[] array2 = { 4, 5, };
    int[] array3 = { 6, 7, 8, 9, 10 };

    ArraySegment<int> segment1 = new ArraySegment<int>(array1);
    ArraySegment<int> segment3 = segment1.Add(array2).Add(array3);

    ReadOnlySequence<int> seq = new ReadOnlySequence<int>(segment1, 0, segment3, segment3.Memory.Length);

    foreach (var segment in seq)
    {
        foreach (int item in segment.Span)
        {
            Console.Write(item + ", ");
        }
    }

    Console.WriteLine();
}

/* 출력 결과
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,
*/

코드를 작성해 봤으니, 이제 다음의 그림 한장으로 ReadOnlySequence<T>의 역할을 이해할 수 있을 것입니다.

[출처: https://www.codemag.com/article/1807051/Introducing-.NET-Core-2.1-Flagship-Types-Span-T-and-Memory-T]
seq_buffer_1.png




그런데, 사실 여러 개의 분리된 버퍼를 연결해 주는 것에 그치지 않고 열거 자체를 자연스럽게 해주면 더 좋았을 것입니다. 이런 용도의 확장 메서드를 만들어 구현할 수도 있지만,

public static class Extension
{
    public static IEnumerable<T> AsEnumerable<T>(this ReadOnlySequence<T> seq)
    {
        foreach (var segment in seq)
        {
            int len = GetLength(segment); // https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12481

            for (int i = 0;i < len; i ++)
            {
                yield return GetItem(segment, i);
            }
        }
    }

    private static T GetItem(ReadOnlyMemory<T> segment, int index)
    {
        return segment.Span[index]; // 성능 손실! https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12475
    }

    private static int GetLength<T>(ReadOnlyMemory<T> segment)
    {
        return segment.Length;
    }
}

마이크로소프트 측은 대신 별도의 reader를 정의하는 식으로 해결을 했습니다.

SequenceReader<T> Struct
; https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.buffers.sequencereader-1

AN INTRODUCTION TO SEQUENCEREADER
; https://www.stevejgordon.co.uk/an-introduction-to-sequencereader

그래서 이렇게 열거할 수 있습니다.

SequenceReader<int> reader = new SequenceReader<int>(seq);

while (reader.End is false)
{
    if (reader.TryRead(out int item) == true)
    {
        Console.Write($"{item}, ");
    }
}

참고로, SequenceReader 역시 ref struct이기 때문에 enumerable 메서드는 작성할 수 없습니다. (게다가 이번엔 우회 방법도 없습니다.)

public static IEnumerable<T> AsEnumerable<T>(this ReadOnlySequence<T> seq) where T : unmanaged, IEquatable<T>
{
    SequenceReader<T> reader = new SequenceReader<T>(seq);

    // Error CS4013 Instance of type 'SequenceReader<T>' cannot be used inside a nested function, query expression, iterator block or async method
    while (reader.End is false)
    {
        if (reader.TryRead(out T item) == true)
        {
            yield return item;
        }
    }
}




정리해 보면!

예전에는, 간혹 버퍼 할당을 불연속적으로 하는 경우 나중에 결국 이를 하나로 합쳐서 반환/전달해야 하므로 GC Heap에 2중으로 부담을 갖게 됩니다. 바로 그런 경우에 그냥 그것을 하나로 표현할 수 있는 공통 방법으로 다룰 수 있도록 하는 것이 ReadOnlySequence<T>의 용도입니다. 그리고 사실 이건 기존에도 필요에 따라 얼마든지 구현해봤을 기능이고, 다시 말해 처음 나와서 낯설은 것일뿐 어찌 보면 별 거 아닙니다.

현재 BCL 내에서 이를 활용한 사례는 System.IO.Pipelines이고, 그것 내부에서는 ReadOnlySequenceSegment<T> 타입을 구현한 (internal로 정의된) BufferSegment가 있습니다.

마지막으로, .NET Framework의 경우 관련 타입을 System.Memory에 구현하고 있기 때문에 .NET 4.5부터 Nuget 참조를 통해 사용할 수 있습니다.

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




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







[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 1/9/2021]

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
 




... 91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  [103]  104  105  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11358정성태11/15/201726661사물인터넷: 9. Visual Studio 2017에서 Raspberry Pi C++ 응용 프로그램 제작 [1]
11357정성태11/15/201727161개발 환경 구성: 336. 윈도우 10 Bash 쉘에서 C++ 컴파일하는 방법
11356정성태11/15/201728733사물인터넷: 8. Raspberry Pi Zero(OTG)를 다른 컴퓨터에 연결해 가상 마우스 + 키보드로 쓰는 방법 [4]
11355정성태11/15/201724504사물인터넷: 7. Raspberry Pi Zero(OTG)를 다른 컴퓨터에 연결해 가상 마우스로 쓰는 방법 [2]파일 다운로드2
11354정성태11/14/201728698사물인터넷: 6. Raspberry Pi Zero(OTG)를 다른 컴퓨터에 연결해 가상 키보드로 쓰는 방법 [8]
11353정성태11/14/201725888사물인터넷: 5. Raspberry Pi Zero(OTG)를 다른 컴퓨터에 연결해 가상 이더넷 카드로 쓰는 방법 [1]
11352정성태11/14/201721972사물인터넷: 4. Samba를 이용해 윈도우와 Raspberry Pi간의 파일 교환 [1]
11351정성태11/7/201725221.NET Framework: 698. C# 컴파일러 대신 직접 구현하는 비동기(async/await) 코드 [6]파일 다운로드1
11350정성태11/1/201721204디버깅 기술: 108. windbg 분석 사례 - Redis 서버로의 호출을 기다리면서 hang 현상 발생
11349정성태10/31/201721684디버깅 기술: 107. windbg - x64 SOS 확장의 !clrstack 명령어가 출력하는 Child SP 값의 의미 [1]파일 다운로드1
11348정성태10/31/201718149디버깅 기술: 106. windbg - x64 역어셈블 코드에서 닷넷 메서드 호출의 인자를 확인하는 방법
11347정성태10/28/201721758오류 유형: 424. Visual Studio - "클래스 다이어그램 보기" 시 "작업을 완료할 수 없습니다. 해당 인터페이스를 지원하지 않습니다." 오류 발생
11346정성태10/25/201718329오류 유형: 423. Windows Server 2003 - The client-side extension could not remove user policy settings for 'Default Domain Policy {...}' (0x8007000d)
11338정성태10/25/201716714.NET Framework: 697. windbg - SOS DumpMT의 "BaseSize", "ComponentSize" 값에 대한 의미파일 다운로드1
11337정성태10/24/201718848.NET Framework: 696. windbg - SOS DumpClass/DumpMT의 "Vtable Slots", "Total Method Slots", "Slots in VTable" 값에 대한 의미파일 다운로드1
11336정성태10/20/201719618.NET Framework: 695. windbg - .NET string의 x86/x64 메모리 할당 구조
11335정성태10/18/201718633.NET Framework: 694. 닷넷 - <Module> 클래스의 용도
11334정성태10/18/201719660디버깅 기술: 105. windbg - k 명령어와 !clrstack을 조합한 호출 스택을 얻는 방법
11333정성태10/17/201718826오류 유형: 422. 윈도우 업데이트 - Code 9C48 Windows update encountered an unknown error.
11332정성태10/17/201719813디버깅 기술: 104. .NET Profiler + 디버거 연결 + .NET Exceptions = cpu high
11331정성태10/16/201718147디버깅 기술: 103. windbg - .NET 4.0 이상의 환경에서 모든 DLL에 대한 심벌 파일을 로드하는 파이썬 스크립트
11330정성태10/16/201717418디버깅 기술: 102. windbg - .NET 4.0 이상의 환경에서 DLL의 심벌 파일 로드 방법 [1]
11329정성태10/15/201721560.NET Framework: 693. C# - 오피스 엑셀 97-2003 .xls 파일에 대해 32비트/64비트 상관없이 접근 방법파일 다운로드1
11328정성태10/15/201724478.NET Framework: 692. C# - 하나의 바이너리로 환경에 맞게 32비트/64비트 EXE를 실행하는 방법파일 다운로드1
11327정성태10/15/201718221.NET Framework: 691. AssemblyName을 .csproj에서 바꾼 경우 빌드 오류 발생하는 문제파일 다운로드1
11326정성태10/15/201718523.NET Framework: 690. coreclr 소스코드로 알아보는 .NET 4.0의 모듈 로딩 함수 [1]
... 91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  [103]  104  105  ...