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.NET Framework: 2021. WPF - UI Thread와 Render Thread [링크 복사], [링크+제목 복사]
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글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
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WPF - UI Thread와 Render Thread

문서를 보면,

Threading Model
; https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/desktop/wpf/advanced/threading-model

WPF에는 2가지 유형의 스레드가 있다는 것을 알 수 있습니다.

Typically, UI. The rendering thread effectively runs hidden in the background while the UI thread receives input, handles events, paints the screen, and runs application code. Most applications use a single UI thread, although in some situations it is best to use several. We’ll discuss this with an example later.


위의 글에서 언급한 UI 스레드는 전통적으로 Windows Forms의 UI Thread와 그 의미는 유사합니다. 단지 WPF에서는 운영 방식이 Dispatcher가 더 추가된 형태입니다. 이에 대해서는 예전에도 설명한 적이 있습니다.

WPF - UI 업데이트를 바로 반영하고 싶다면?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/747

반면, rendering thread는 딱히 개발자가 작성한 WPF 코드상으로 확인할 수 없기 때문에 좀 모호합니다. 관련해서 찾을 수 있는 공식 자료에 따르면,

Description of the WPF render thread and how it differs from the UI thread
; https://docs.microsoft.com/en-us/troubleshoot/developer/dotnet/framework/general/wpf-render-thread-failures#description-of-the-wpf-render-thread-and-how-it-differs-from-the-ui-thread

Each WPF application may have one or more UI threads running their own message pump (Dispatcher.Run). Each UI thread is responsible for processing window messages from the thread's message queue and dispatching them to windows owned by that thread. Each WPF application has just one render thread. It's a separate thread that communicates with DirectX/D3D (and/or GDI if the software rendering pipeline is being used). For WPF content, each UI thread sends detailed instructions to the render thread on what to draw. The render thread then takes those instructions and renders the content.


UI 스레드는 기존처럼 개발자가 생성할 수 있는 반면, Render Thread는 WPF 프레임워크 내부에서 단 하나 생성돼 동작합니다.

이에 대한 실체를 눈으로 확인하고 싶다면 그나마 sysinternals의 process explorer를 이용할 수는 있습니다. 가령 WPF 윈도우를 마우스로 잡아 흔들면 다음과 같이 2개의 스레드가 일하고 있는 것을 볼 수 있습니다.

wpf_thread_ui_1.png

위에서 "WpfApp1.exe!COM+_Entry_Point"로 식별되는 것이 UI Thread이고, 그 아래의 wpfgfx_v0400.dll!MilVersionCheck"가 (유일한) Rendering Thread입니다.

여기서 주의할 것은, "Render Thread"라고 해서 WPF 응용 프로그램 내에 개발자가 작성한 그리기 작업 코드를 수행해 주는 것은 아니라는 점입니다. 가령, 예전에 소개한 예제 프로젝트에서,

WPF - Grid 컨트롤의 ShowGridLine 개선
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/739

OnRender 메서드를 재정의해 코드를 작성해 두었는데요,

public class CustomGrid : Grid  
{  
    Pen line = new Pen(Brushes.Black, 1);  
    
    protected override void OnRender(System.Windows.Media.DrawingContext dc)  
    {  
        base.OnRender(dc);  
        dc.DrawRectangle(null, line, new Rect(0,0,this.ActualWidth, this.ActualHeight));  
        double height = 0;  
        foreach (var r in this.RowDefinitions)  
        {  
            height += r.ActualHeight;  
            dc.DrawLine(line, new Point(0, height), new Point(this.ActualWidth,height));  
        }  
        double width = 0;  
        foreach (var c in this.ColumnDefinitions)  
        {  
            width += c.ActualWidth;  
            dc.DrawLine(line, new Point(width, this.ActualHeight), new Point(width, 0));  
        }  
    }  
}  

저런 코드들은 여전히 UI Thread에서 수행합니다. 그렇다면 Render thread는 도대체 무엇을 한다는 것일까요? 문서에서 언급하고 있는 것처럼,

For WPF content, each UI thread sends detailed instructions to the render thread on what to draw. The render thread then takes those instructions and renders the content.


UI Thread는 그리기 명령을 수행하지만 실제로 그리는 작업은 하지 않고 그 명령어 셋을 생성해 render thread에 전달하는 것입니다.

이 부분을 좀 더 자세하게 볼까요?

우선, OnRender(System.Windows.Media.DrawingContext dc)에 전달된 dc 인스턴스는 System.Windows.Media.VisualDrawingContext 타입이고, 그것은 다시 DrawLine을 구현한 System.Windows.Media.RenderDataDrawingContext를 상속받습니다.

RenderDataDrawingContext.cs
; https://referencesource.microsoft.com/#PresentationCore/Core/CSharp/System/Windows/Media/Generated/RenderDataDrawingContext.cs,1f9d94479f73234e

해당 코드를 보면,

public override void DrawLine(Pen pen, Point point0, Point point1)
{
    // ...[생략]...
 
    MILCMD_DRAW_LINE record =
        new MILCMD_DRAW_LINE (
            _renderData.AddDependentResource(pen),
            point0,
            point1
            );
 
    _renderData.WriteDataRecord(MILCMD.MilDrawLine,
                                (byte*)&record,
                                40 /* sizeof(MILCMD_DRAW_LINE) */);
 
    // ...[생략]...
}

이렇게 그리기 명령어 셋을 _renderData에 넣는 역할을 하고 끝내는 것입니다. 그리고 저렇게 전달된 record 셋을 DirectX 엔진을 사용해 실제 pixel로 그려내는 것이 바로 render thread입니다.

이와 관련해 상당히 심도 있게 분석한 글이 하나 있으니 ^^ 시간 나실 때 읽어보시면 도움이 될 것입니다.

A Critical Deep Dive into the WPF Rendering System
; https://jeremiahmorrill.wordpress.com/2011/02/14/a-critical-deep-dive-into-the-wpf-rendering-system/

그런 의미에서 봤을 때, 사실상 WPF 개발자에게는 Render thread의 유무를 고민할 필요가 없습니다. 단지 pixel로의 렌더링 작업이 분리되었다는 의미에서 성능 향상이 있다는 것에 감사하면 되고, 그것이 잘 동작한다는 가정이라면 개발자가 작성한 코드에 어떤 영향도 끼치지 않습니다.




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







[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 6/16/2022]

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