Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 1183. C# 11에 추가된 ref 필드의 (우회) 구현 방법 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 15795
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일
(연관된 글이 1개 있습니다.)
(시리즈 글이 6개 있습니다.)
.NET Framework: 754. 닷넷의 관리 포인터(Managed Pointer)와 System.TypedReference
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11529

.NET Framework: 1183. C# 11에 추가된 ref 필드의 (우회) 구현 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13016

.NET Framework: 2099. C# - 관리 포인터로서의 ref 예약어 의미
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13273

.NET Framework: 2100. C# - ref 필드로 ref struct 타입을 허용하지 않는 이유
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13274

.NET Framework: 2101. C# 11의 ref 필드 설명
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13275

닷넷: 2327. C# - 초기화되지 않은 메모리에 접근하는 버그?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13906




C# 11에 추가된 ref 필드의 (우회) 구현 방법

지난 글에서,

C# 11  - (18) ref struct에 ref 필드를 허용
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13015

C# 11에 ref 필드를 허용한다고 했는데요, 이와 관련해 재미있는 트윗이 있었습니다.

// https://twitter.com/SergioPedri/status/1507006531539144717?s=20&t=EFOovlJnTChnuaM4Ju2Txg

"Mom can we have ref fields?"
"No, we have ref fields at home"

Ref fields at home:

    public unsafe ref struct MyWrapperRefStruct
    {
        private readonly void* _target;

        public MyWrapperRefStruct(ref MyWrapperRefStruct target)
        {
            var f1 = (delegate*<ref byte, void*>)&Unsafe.AsPointer<byte>;
            var f2 = (delegate*<ref MyWrapperRefStruct, void*>)f1;
            var p = f2(ref target);

            _target = p;
        }

        public ref MyWrapperRefStruct Target
        {
            get
            {
                var f1 = (delegate*<void*, ref byte>)&Unsafe.AsRef<byte>;
                var f2 = (delegate*<void*, ref MyWrapperRefStruct>)f1;
                ref var target = ref f2(_target);

                return ref target;
            }
        }
    }

덧글에서 추가로 밝히고 있지만,

C# 11 will let you declare ref fields in a ref struct. This is a hack to achieve functionally the same without runtime/language support, by using a void* field, Unsafe.AsPointer to convert a ref T to a void*, and a delegate cast to bypass the ref struct type argument restriction.


C# 10 이하에서도 저 방법을 사용해 ref 필드와 유사한 역할을 구현할 수 있습니다. 위의 소스 코드를 하나씩 좀 뜯어볼까요? ^^

우선, void* 포인터 변수를 하나 선언해 두고, 특정 변수의 메모리 위치를 얻기 위해 Unsafe.AsPointer 메서드를 호출한 후 그 값을 void* 포인터 변수에 넣어두고 있습니다.

int age = 50;

delegate*<ref byte, void*> f1 = (delegate*<ref byte, void*>)&Unsafe.AsPointer<byte>;
delegate*<ref int, void*> f2 = (delegate*<ref int, void*>)f1;
void *p = f2(ref age);

*((int*)p) = 60;
Console.WriteLine(age); // 출력 결과: 60

결국 핵심은 Unsafe.AsPointer 메서드인데요, 저 코드를 굳이 2단계로 분리할 필요는 없으므로 다음과 같이 간단하게 정리할 수 있습니다.

int age = 50;
delegate*<ref int, void*> f1 = (delegate*<ref int, void*>)&Unsafe.AsPointer<int>;
void *p = f1(ref age);

*((int*)p) = 60;
Console.WriteLine(age); // 출력 결과: 60

그리고 그 포인터 변수로부터 원래의 ref 타입 변수로 복원하는 것을 Unsafe.AsRef 메서드가 하는데요, 이것 역시 2단계로 분리할 필요 없이 다음과 같이 곧바로 형변환해 사용할 수 있습니다.

var f2 = (delegate*<void*, ref int>)&Unsafe.AsRef<int>;
ref int target = ref f2(p);

target = 99;
Console.WriteLine(age); // 출력 결과: 99

따라서, 이걸 일반화시켜 원래의 트윗에 해당하던 코드를 다음과 같은 식으로 바꿔 코딩할 수 있습니다.

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

public unsafe class MyType<T>
{
    private readonly void* _target;

    public MyType(ref T target)
    {
        var f = (delegate*<ref T, void*>)&Unsafe.AsPointer<T>;
        var p = f(ref target);

        _target = p;
    }

    public ref T? Target
    {
        get
        {
            var f = (delegate*<void*, ref T>)&Unsafe.AsRef<T>;
            ref var target = ref f(_target);

            return ref target;
        }
    }
}

internal class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int age = 50;
        MyType<int> t = new MyType<int>(ref age);

        t.Target = 20;

        Console.WriteLine(age); // 출력 결과: 20
    }
}

정리하면, C# 11의 ref 필드를 void* 필드로 바꿔 동일하게 구현하고 있는 것입니다.




물론, 해당 원글의 주인장이 말한 대로,

C# 11 will let you declare ref fields in a ref struct.

A few notes. Yes, this does work. No, you should not actually use this. Yes, I might not always follow my own advice. Yes, this will lead to GC holes if you don't manually handle the lifetimes of your targets, as the language won't help you here. Also, @jaredpar I'm so sorry


이 글에서 정의한 MyType 클래스는 C# 11의 ref 필드와 같은 "문법"을 통해 구현한 것은 아니므로, 기본적으로 컴파일러가 제공하는 기타 제약 사항에 대한 도움을 받지 못합니다. 즉, MyType은 ref struct일 필요도 없기 때문에, ref 필드의 대상에 대한 관리를 꼼꼼하게 하지 않는다면 프로그램은 오동작할 수밖에 없습니다. 실제로 MyType은 이렇게 사용하는 것도 가능한데,

MyType<int> t = GetMyType();
Console.WriteLine(t.Target); // 예측할 수 없는 값

private static MyType<int> GetMyType()
{
    int age = 50;
    MyType<int> t = new MyType<int>(ref age);
    return t;
}


당연히, int age가 속한 스택이 GetMyType 메서드의 실행 중에만 유효한 탓에 위의 코드는 Console.WriteLine의 출력 결과가 예측할 수 없는 값이 나오게 됩니다.




참고로, 이것은 결국 TypedReference의 제약을 없앤 것과 같습니다.

닷넷의 관리 포인터(Managed Pointer)와 System.TypedReference
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11529

현재 BCL에서 TypedReference는 ref struct 유형이므로, 원래는 다른 ref struct 타입 내의 필드로 정의될 수 있어야 합니다. 하지만, 실제로는 이런 경우 빌드 오류가 발생합니다.

public ref struct MyStruct1
{
    System.TypedReference xRef; // Error CS0610 Field or property cannot be of type 'TypedReference'
}

아마도, C# 11에서는 System.TypedReference 역시 ref struct 타입 내의 필드로 정의하는 것이 가능하지 않을까요? ^^

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




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

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 3/30/2022]

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
 




1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  [12]  13  14  15  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
13641정성태6/11/20248644Linux: 71. Ubuntu 20.04를 22.04로 업데이트
13640정성태6/10/20248805Phone: 21. C# MAUI - Android 환경에서의 파일 다운로드(DownloadManager)
13639정성태6/8/20248412오류 유형: 906. C# MAUI - Android Emulator에서 "Waiting For Debugger"로 무한 대기
13638정성태6/8/20248499오류 유형: 905. C# MAUI - 추가한 layout XML 파일이 Resource.Layout 멤버로 나오지 않는 문제
13637정성태6/6/20248426Phone: 20. C# MAUI - 유튜브 동영상을 MediaElement로 재생하는 방법
13636정성태5/30/20248062닷넷: 2264. C# - 형식 인자로 인터페이스를 갖는 제네릭 타입으로의 형변환파일 다운로드1
13635정성태5/29/20248915Phone: 19. C# MAUI - 안드로이드 "Share" 대상으로 등록하는 방법
13634정성태5/24/20249400Phone: 18. C# MAUI - 안드로이드 플랫폼에서의 Activity 제어 [1]
13633정성태5/22/20248915스크립트: 64. 파이썬 - ASGI를 만족하는 최소한의 구현 코드
13632정성태5/20/20248544Phone: 17. C# MAUI - Android 내에 Web 서비스 호스팅
13631정성태5/19/20249310Phone: 16. C# MAUI - /Download 등의 공용 디렉터리에 접근하는 방법 [1]
13630정성태5/19/20248847닷넷: 2263. C# - Thread가 Task보다 더 빠르다는 어떤 예제(?)
13629정성태5/18/20249136개발 환경 구성: 710. Android - adb.exe를 이용한 파일 전송
13628정성태5/17/20248527개발 환경 구성: 709. Windows - WHPX(Windows Hypervisor Platform)를 이용한 Android Emulator 가속
13627정성태5/17/20248587오류 유형: 904. 파이썬 - UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode character '...' in position ...: ordinal not in range(128)
13626정성태5/15/20248855Phone: 15. C# MAUI - MediaElement Source 경로 지정 방법파일 다운로드1
13625정성태5/14/20248904닷넷: 2262. C# - Exception Filter 조건(when)을 갖는 catch 절의 IL 구조
13624정성태5/12/20248696Phone: 14. C# - MAUI에서 MediaElement 사용파일 다운로드1
13623정성태5/11/20248403닷넷: 2261. C# - 구글 OAuth의 JWT (JSON Web Tokens) 해석파일 다운로드1
13622정성태5/10/20249190닷넷: 2260. C# - Google 로그인 연동 (ASP.NET 예제)파일 다운로드1
13621정성태5/10/20248636오류 유형: 903. IISExpress - Failed to register URL "..." for site "..." application "/". Error description: Cannot create a file when that file already exists. (0x800700b7)
13620정성태5/9/20248528VS.NET IDE: 190. Visual Studio가 node.exe를 경유해 Edge.exe를 띄우는 경우
13619정성태5/7/20248845닷넷: 2259. C# - decimal 저장소의 비트 구조파일 다운로드1
13618정성태5/6/20248638닷넷: 2258. C# - double (배정도 실수) 저장소의 비트 구조파일 다운로드1
13617정성태5/5/20249456닷넷: 2257. C# - float (단정도 실수) 저장소의 비트 구조파일 다운로드1
13616정성태5/3/20248605닷넷: 2256. ASP.NET Core 웹 사이트의 HTTP/HTTPS + Dual mode Socket (IPv4/IPv6) 지원 방법파일 다운로드1
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  [12]  13  14  15  ...