Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 1183. C# 11에 추가된 ref 필드의 (우회) 구현 방법 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 16233
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
 




... 106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  [116]  117  118  119  120  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11025정성태8/12/201622357개발 환경 구성: 294. .NET Core 프로젝트에서 "Copy to Output Directory" 처리 [1]
11024정성태8/12/201621666오류 유형: 350. "nProtect GameMon" 실행 중에는 Visual Studio 디버깅이 안됩니다! [1]
11023정성태8/10/201623212개발 환경 구성: 293. Azure 구독 후 PaaS 서비스 만들어 보기
11022정성태8/10/201623866개발 환경 구성: 292. Azure Cloud Service 배포시 사용자 정의 작업을 추가하는 방법
11021정성태8/10/201620894오류 유형: 349. System.Runtime.Remoting.RemotingException - Type '..., ..., Version=..., Culture=neutral, PublicKeyToken=null' is not registered for activation [2]
11020정성태8/10/201623629VC++: 98. 원본과 대상 버퍼가 같은 경우 memcpy, wmemcpy 주의점
11019정성태8/10/201640291기타: 60. 도서: 시작하세요! C# 6.0 프로그래밍: 기본 문법부터 실전 예제까지 (2쇄 정오표)
11018정성태8/9/201624764.NET Framework: 600. 단일 메서드 내에서의 할당으로 알아보는 자바와 닷넷의 GC 차이점 [1]
11017정성태8/9/201626868웹: 33. HTTP 쿠키에 한글 값을 설정하는 방법
11016정성태8/7/201624032개발 환경 구성: 291. Windows Server Containers 소개
11015정성태8/7/201622275오류 유형: 348. Windows Server 2016 TP5에서 Windows Containers의 docker run 실행 시 encountered an error during Start failed in Win32
11014정성태8/6/201623065오류 유형: 347. Hyper-V Virtual Machine Management service Account does not have permission to open attachment
11013정성태8/6/201633861개발 환경 구성: 290. Windows 10에서 경험해 보는 Windows Containers와 docker [4]
11012정성태8/6/201623917오류 유형: 346. Windows 10에서 Windows Containers의 docker run 실행 시 encountered an error during CreateContainer failed in Win32 발생
11011정성태8/6/201625550기타: 59. outlook.live.com 메일 서비스의 아웃룩 POP3 설정하는 방법
11010정성태8/6/201622883기타: 58. Outlook에 설정한 SMTP/POP3(예:천리안 메일) 계정 암호를 잊어버린 경우
11009정성태8/3/201628079개발 환경 구성: 289. 2016-08-02부터 시작된 윈도우 10 1주년 업데이트에서 Bash Shell 사용 [8]
11008정성태8/1/201621922오류 유형: 345. 2의 30승 이상의 원소를 갖는 경우 버그가 발생하는 이진 검색(Binary Search) 코드
11007정성태8/1/201623642오류 유형: 344. RDP ActiveX 컨트롤로 특정 PC에 연결할 수 없을 때, 오류 상황을 해결하기 위한 팁파일 다운로드1
11006정성태7/22/201626596개발 환경 구성: 288. SSL 인증서를 Azure Cloud Service에 적용하는 방법
11005정성태7/22/201625254개발 환경 구성: 287. Let's Encrypt 인증서 업데이트 주기: 90일
11004정성태7/22/201620093오류 유형: 343. Invalid service definition or service configuration. Please see the Error List for more details.
11003정성태7/20/201627377VS.NET IDE: 110. Visual Studio 2015에서 .NET Core 응용 프로그램 개발 [1]
11002정성태7/20/201620853개발 환경 구성: 286. Microsoft Azure 서비스의 구독은 반드시 IE로!
11001정성태7/19/201631938.NET Framework: 599. .NET Core/SDK 설치 및 기본 사용법 [6]
11000정성태7/16/201620626오류 유형: 342. Microsoft Visual Studio 2010 Tools for Office Runtime (x86 and x64) 설치 시 오류
... 106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  [116]  117  118  119  120  ...