Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 1183. C# 11에 추가된 ref 필드의 (우회) 구현 방법 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 15812
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
 




... 16  17  [18]  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
13490정성태12/19/202310102개발 환경 구성: 698. Golang - GLIBC 의존을 없애는 정적 빌드 방법
13489정성태12/19/202310043개발 환경 구성: 697. GoLand에서 ldflags 지정 방법
13488정성태12/18/20239521오류 유형: 884. HTTP 500.0 - 명령행에서 실행한 ASP.NET Core 응용 프로그램을 실행하는 방법
13487정성태12/16/202310614개발 환경 구성: 696. C# - 리눅스용 AOT 빌드를 docker에서 수행 [1]
13486정성태12/15/20239726개발 환경 구성: 695. Nuget config 파일에 값 설정/삭제 방법
13485정성태12/15/20239406오류 유형: 883. dotnet build/restore - error : Root element is missing
13484정성태12/14/202310145개발 환경 구성: 694. Windows 디렉터리 경로를 WSL의 /mnt 포맷으로 구하는 방법
13483정성태12/14/202310411닷넷: 2184. C# - 하나의 resource 파일을 여러 프로그램에서 (AOT 시에도) 사용하는 방법파일 다운로드1
13482정성태12/13/202311640닷넷: 2183. C# - eFriend Expert OCX 예제를 .NET Core/5+ Console App에서 사용하는 방법 [2]파일 다운로드1
13481정성태12/13/202310528개발 환경 구성: 693. msbuild - .NET Core/5+ 프로젝트에서 resgen을 이용한 리소스 파일 생성 방법파일 다운로드1
13480정성태12/12/202312376개발 환경 구성: 692. Windows WSL 2 + Chrome 웹 브라우저 설치
13479정성태12/11/202310019개발 환경 구성: 691. WSL 2 (Ubuntu) + nginx 환경 설정
13477정성태12/8/202310654닷넷: 2182. C# - .NET 7부터 추가된 Int128, UInt128 [1]파일 다운로드1
13476정성태12/8/202310501닷넷: 2181. C# - .NET 8 JsonStringEnumConverter의 AOT를 위한 개선파일 다운로드1
13475정성태12/7/202310758닷넷: 2180. .NET 8 - 함수 포인터에 대한 Reflection 정보 조회파일 다운로드1
13474정성태12/6/202310342개발 환경 구성: 690. 닷넷 코어/5+ 버전의 ilasm/ildasm 실행 파일 구하는 방법 - 두 번째 이야기
13473정성태12/5/202310676닷넷: 2179. C# - 값 형식(Blittable)을 메모리 복사를 이용해 바이트 배열로 직렬화/역직렬화파일 다운로드1
13472정성태12/4/202310098C/C++: 164. Visual C++ - InterlockedCompareExchange128 사용 방법
13471정성태12/4/202310630Copilot - To enable GitHub Copilot, authorize this extension using GitHub's device flow
13470정성태12/2/202311260닷넷: 2178. C# - .NET 8부터 COM Interop에 대한 자동 소스 코드 생성 도입 [1]파일 다운로드1
13469정성태12/1/202311161닷넷: 2177. C# - (Interop DLL 없이) CoClass를 이용한 COM 개체 생성 방법파일 다운로드1
13468정성태12/1/202310169닷넷: 2176. C# - .NET Core/5+부터 달라진 RCW(Runtime Callable Wrapper) 대응 방식파일 다운로드1
13467정성태11/30/202310923오류 유형: 882. C# - Unhandled exception. System.Runtime.InteropServices.COMException (0x800080A5)파일 다운로드1
13466정성태11/29/202310756닷넷: 2175. C# - DllImport 메서드의 AOT 지원을 위한 LibraryImport 옵션
13465정성태11/28/202310459개발 환경 구성: 689. MSBuild - CopyToOutputDirectory가 "dotnet publish" 시에는 적용되지 않는 문제파일 다운로드1
13464정성태11/28/202310366닷넷: 2174. C# - .NET 7부터 UnmanagedCallersOnly 함수 export 기능을 AOT 빌드에 통합파일 다운로드1
... 16  17  [18]  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ...