Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 1183. C# 11에 추가된 ref 필드의 (우회) 구현 방법 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 17153
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)
13945정성태6/7/2025387오류 유형: 960. 파이썬 + conda - mysqlclient 사용 시 "NameError: name '_mysql' is not defined" 에러
13944정성태6/7/2025400오류 유형: 959. The trust relationship between this workstation and the primary domain failed. - 네 번째 이야기
13943정성태6/6/2025540개발 환경 구성: 748. Windows + Foundry Local - 로컬에서 AI 모델 활용
13942정성태6/5/2025779오류 유형: 958. winget 설치 시 "0x80d02002 : unknown error"
13941정성태6/2/2025983닷넷: 2334. C# - cpuid 명령어를 이용한 CPU 제조사 문자열 가져오기파일 다운로드1
13940정성태6/1/20251376C/C++: 188. C++의 32비트 + Release 어셈블리 코드를 .NET으로 포팅할 때 주의할 점파일 다운로드1
13939정성태5/29/20251659오류 유형: 957. NVIDIA Triton Inference Server - version `GLIBCXX_3.4.32' not found (required by /opt/tritonserver/backends/python/triton_python_backend_stub)
13938정성태5/29/20251414개발 환경 구성: 747. 파이썬 - WSL/docker에 구성한 Triton 예제 개발 환경
13937정성태5/24/20251350개발 환경 구성: 746. Windows + WSL2 환경에서 (tensorflow 등의) NVIDIA GPU 인식
13936정성태5/23/20251178개발 환경 구성: 745. Linux / WSL 환경에 Miniconda 설치하기
13935정성태5/20/20251201파이썬 - pip 사용 시 "ImportError: cannot import name 'html5lib' from 'pip._vendor'" 오류
13934정성태5/20/20251706스크립트: 77. 파이썬 - 'urllib.request' 모듈의 명시적/암시적 로딩 차이
13933정성태5/19/20251285오류 유형: 956. Visual Studio 2022가 17.12 버전부터 업데이트 되지 않는다면?
13932정성태5/18/20251489스크립트: 76. 파이썬 - Version 문자열 다루기(semver 패키지)
13931정성태5/17/20251783스크립트: 75. 파이썬 - Cython 기본 예제 및 컴파일
13930정성태5/17/20251477개발 환경 구성: 744. 파이썬 - Windows embeddable package 환경에서 외부 패키지 사용하는 방법(ex: UFO² 환경 구성)
13929정성태5/16/20251494오류 유형: 955. 파이썬 - "Windows embeddable package" REPL 환경에서 "NameError: name 'exit' is not defined"
13928정성태5/15/20251541오류 유형: 954. UFO² - "'Invalid URL (POST /v1/chat/completions/chat/completions)'"
13927정성태5/15/20251531오류 유형: 953. OpenAI - The API request of HOST_AGENT failed: OpenAI API request exceeded rate limit: Error code: 429
13926정성태5/14/20251903개발 환경 구성: 743. LLM과 윈도우의 만남 - Desktop AgentOS UFO² 기본 환경 구성
13925정성태5/12/20252002닷넷: 2333. C# - (Console 유형의 프로젝트에서) Clipboard 연동파일 다운로드1
13924정성태5/8/20251740닷넷: 2332. C# - (JetBrains Omea Reader 대상으로) 런타임 시에 메서드 가로채기 [2]파일 다운로드1
13923정성태5/5/20251494스크립트: 74. 파이썬 - C# - Python.NET의 RunSimpleScript, Exec, Eval 차이점파일 다운로드1
13922정성태5/3/20251738스크립트: 73. 파이썬 - Windows embeddable package 버전에서 tkinter 환경 구성
13921정성태5/3/20252237오류 유형: 952. 듀얼 채널 메모리 정렬을 지키지 않은 컴퓨터의 Windows 비정상 종료 현상(Blue Screen) [2]
[1]  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  ...