Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 2030. C# 11 - UTF-8 문자열 리터럴 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 18116
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일
 

(시리즈 글이 18개 있습니다.)
.NET Framework: 1110. C# 11 - 인터페이스 내에 정적 추상 메서드 정의 가능 (DIM for Static Members)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12814

.NET Framework: 1118. C# 11 - 제네릭 타입의 특성 적용
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12839

.NET Framework: 1182. C# 11  - ref struct에 ref 필드를 허용
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13015

.NET Framework: 2025. C# 11  - 원시 문자열 리터럴(raw string literals)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13085

.NET Framework: 2026. C# 11 - 문자열 보간 개선 2가지
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13086

.NET Framework: 2030. C# 11 - UTF-8 문자열 리터럴
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13096

.NET Framework: 2031. C# 11 - 사용자 정의 checked 연산자
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13099

.NET Framework: 2032. C# 11 - shift 연산자 재정의에 대한 제약 완화 (Relaxing Shift Operator)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13100

.NET Framework: 2035. C# 11 - 새로운 연산자 ">>>" (Unsigned Right Shift)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13110

.NET Framework: 2036. C# 11 - IntPtr/UIntPtr과 nint/nuint의 통합
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13111

.NET Framework: 2037. C# 11 - 목록 패턴(List patterns)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13112

.NET Framework: 2038. C# 11 - Span 타입에 대한 패턴 매칭 (Pattern matching on ReadOnlySpan<char>)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13113

.NET Framework: 2042. C# 11 - 파일 범위 내에서 유효한 타입 정의 (File-local types)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13117

.NET Framework: 2045. C# 11 - 메서드 매개 변수에 대한 nameof 지원
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13122

.NET Framework: 2046. C# 11 - 멤버(속성/필드)에 지정할 수 있는 required 예약어 추가
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13123

.NET Framework: 2048. C# 11 - 구조체 필드의 자동 초기화(auto-default structs)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13125

.NET Framework: 2049. C# 11 - 정적 메서드에 대한 delegate 처리 시 cache 적용
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13126

.NET Framework: 2102. C# 11 - ref struct/ref field를 위해 새롭게 도입된 scoped 예약어
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13276




C# 11 - UTF-8 문자열 리터럴

(Visual Studio 2022 17.3 이후 버전에서 테스트할 수 있습니다.)

요즘 대세가 utf-8이다 보니 통신 시 utf-8 인코딩을 요구하는 것이 다반사입니다. 따라서 문자열이 소스 코드에 명시된 경우,

string text = "Hello";

C# 컴파일러는 사용자가 입력한 문자열 리터럴을 UTF-16으로 인코딩 해놓기 때문에 저것을 utf-8로 전송하려면 별도의 인코딩 과정이 필요합니다.

string text = "cat";
byte [] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(text);

이런 문제를 C# 11부터는 (대소문자 관계없이)"u8" 접미사를 붙여 C# 컴파일러로 하여금 utf-8 인코딩으로 해석하라고 명시할 수 있습니다.

ReadOnlySpan<byte> span1 = "cat"u8;

// 또는,

var span1 = "cat"U8;

// 바이트 배열로 받고 싶다면, ReadOnlySpan<byte>.ToArray 메서드를 이용

byte [] buffer = "cat"u8.ToArray();

현재 utf-8 문자열 리터럴을 받는 데이터 타입은 ReadOnlySpan<byte> 하나로만 고정돼 있습니다. 또한, 해당 utf-8 문자열 리터럴의 메모리 표현은 null 바이트를 마지막에 포함하지만 그것을 받는 ReadOnlySpan 변수는 null 바이트를 제외한 바이트 배열만을 가리킵니다.

재미있는 것은, 소스 코드상으로만 보면 이것이 Compile-time에 완료되는 것처럼 보여도 실제로는 런타임에 실행되는 코드를 동반한다는 점입니다.

즉, "문자열" 자체에 대한 것만 C# 컴파일러가 utf-8 인코딩시켜 출력 파일에 보관시켜놓는 것일 뿐, 구현 자체는 다음과 같이 "new ReadOnlySpan(...)" 타입을 생성하는 런타임 실행 코드가 요구됩니다.

var span1 = "cat"u8;

// 위의 코드는 C# 컴파일러에 의해 이렇게 변경되는 것과 같음.
// 따라서 기존에 C# 컴파일러가 byte[]에 대해 수행하는 모든 최적화 혜택을 그대로 u8 문자열에도 적용됨.
ReadOnlySpan<byte> span = new ReadOnlySpan<byte>(new byte[] { 0x63, 0x61, 0x74 });

// 문자열 연결에 대한 최적화는 되어 있으므로 아래의 코드는,
ReadOnlySpan<byte> span = "h"u8 + "el"u8 + "lo"u8;

// 이렇게 처리되는 것과 동일함.
ReadOnlySpan<byte> span = new ReadOnlySpan<byte>(new byte[] { 0x68, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f, 0x00 });

달리 말하면, utf-8 문자열 리터럴은 "상수(constant)"에 해당하지 않는다는 점입니다. 따라서 상수식이 요구되는 기본값을 가진 매개 변수나,

// 컴파일 오류: error CS1736: Default parameter value for 'text' must be a compile-time constant
void PrintUtf8(ReadOnlySpan<byte> text = "(null)"u8)
{
    Console.WriteLine(BitConverter.ToString(text.ToArray()));
}

switch의 case 등에는 올 수 없습니다.

switch (span1)
{
    // 컴파일 오류: error CS0150: A constant value is expected
    case "cat"u8:
        Console.WriteLine(BitConverter.ToString(text.ToArray()));
        break;
}

그리고 utf8 문자열 리터럴을 ReadOnlySpan으로 처리하게 된 것에는 장/단점이 존재합니다. ReadOnlySpan이 ref struct이므로 GC Heap 할당을 하지 않는다는 장점이 있는 반면, 그렇기 때문에 기존의 ref struct가 갖는 - 예를 들어 비동기 메서드 내에서 사용할 수 없다는 등의 제약이 있습니다.

async Task M()
{
    // 컴파일 오류: error CS4012: Parameters or locals of type 'ReadOnlySpan<byte>' cannot be declared in async methods or async lambda expressions.
    ReadOnlySpan<byte> text = "cat"u8;

    // 대신 ToArray()를 경유해 ReadOnlyMemory로 처리
    ReadOnlyMemory text = "cat"u8.ToArray();
}




일단, 현재 구현된 기준으로는 위의 설명이 맞습니다. 하지만 다음의 글을 보면,

C# 11 Preview Updates – Raw string literals, UTF-8 and more!
 - UTF-8 String Literals
; https://devblogs.microsoft.com/dotnet/csharp-11-preview-updates/#utf-8-string-literals

"u8" 접미사가 필요한 지에 대한 의견이 계속 조율 중이라고 합니다. 그래서, 다음과 같이 아예 기존 문자열을 byte 배열로 직접 처리하게 될지도 모릅니다.

// 현재(Visual Studio 2022 17.3 Preview 2)는 컴파일 오류가 발생하지만!
byte[] array = "hello";             // new byte[] { 0x68, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f }
Span<byte> span = "dog";            // new byte[] { 0x64, 0x6f, 0x67 }
ReadOnlySpan<byte> span = "cat";    // new byte[] { 0x63, 0x61, 0x74 }

어쨌든, 자세한 것은 정식 버전이 나와봐야 할 것 같습니다.

이 외에도, 희소식이 하나 있다면 아예 새로운 타입으로 Utf8String을 표준화 중이라고 하니 좀 더 기다리면 좋은 결과가 있을 듯합니다. (아마도 이건 C# 12 이후의 일이 될 것 같군요. ^^)




마지막으로, "Relying on core APIs" 문서에 보면 C# 컴파일러 개발자 입장에서의 코드 구현에 대한 어려움이 나오는데, 이게 좀 재미있습니다. ^^

Roslyn C# 컴파일러는 "C# 언어"로 개발되었지만 가능한 BCL에서 제공하는 코드는 사용하지 않는다고 합니다. 왜냐하면, 런타임의 종류 또는 패치마다 달라질 수 있는 BCL 코드에 영향을 받을 수 있기 때문입니다. 이러한 사례로, 과거에 Roslyn은 부동 소수점 리터럴을 해석하기 위해 BCL의 double.Parse 메서드를 이용했는데, 이것이 나중에 .NET Core에서 double.Parse에 있던 문제점을 개선하는 바람에 동일한 컴파일러인데도 그것이 수행되는 런타임 환경에 따라 바이너리 결과가 달라지는 문제가 있었다고 합니다. (그래서, 현재는 double.Parse 사용 코드를 제거하고 직접 구현하는 식으로 바꿨다고.)

그런데, 이번의 utf-8 문자열 리터럴에 대한 처리도 BCL의 코드를 사용하는 경우라고 합니다. 즉, C# 소스 코드에 명시된 "cat"u8의 문자열을 .NET BCL에 포함된 UTF8Encoding 타입을 사용해 해석하는 건데요, 현재 관련 코드는 매우 안정적이라 런타임마다 달라지는 문제가 없을 것으로 예상되지만 향후 재고할 여지는 있다고 합니다.

음... 위의 이야기는 알쓸신잡의 대표적인 사례일 수 있겠군요. ^^




참고로, utf8 문자열 리터럴은 메모리에 8바이트 정렬로 저장됩니다. 가령 다음과 같이 지정하면,

var span = "12345678"u8;

unsafe
{
    fixed (void* ptr = &span2[0])
    {
        // ptr 주소가 가리키는 메모리 내용을 확인
    }
}

// 메모리 표현
// 31 32 33 34 35 36 37 38 00 00 00 00 00 00 00 00

null 표시를 포함해야 하기 때문에 8바이트를 넘으므로 다시 16바이트를 점유하게 됩니다. 반면 다음과 같이 7바이트가 되면,

var span = "1234567"u8;

// 메모리 표현
// 31 32 33 34 35 36 37 00

이제는 null을 위한 1바이트 공간이 있으므로 정확히 8바이트만 점유합니다. 물론, 8바이트보다 적으면 0으로 패딩이 됩니다.

var span = "1"u8;

// 메모리 표현
// 31 00 00 00 00 00 00 00




C# 11 - 인터페이스 내에 정적 추상 메서드 정의 가능(공식 문서, Static Abstract Members In Interfaces C# 10 Preview)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12814

C# 11 - 제네릭 타입의 특성 적용 (공식 문서, Generic attributes)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12839

C# 11 - 사용자 정의 checked 연산자 (공식 문서, Checked user-defined operators)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13099

C# 11 - shift 연산자 재정의에 대한 제약 완화 (공식 문서, Relaxing Shift Operator)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13100

C# 11 - IntPtr/UIntPtr과 nint/unint의 통합 (공식 문서, Numeric IntPtr)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13111

C# 11 - 새로운 연산자 ">>>" (Unsigned Right Shift) (공식 문서, Unsigned right shift operator)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13110

C# 11 - 원시 문자열 리터럴 (공식 문서, raw string literals)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13085

C# 11 - 문자열 보간 개선 2가지 (공식 문서, Allow new-lines in all interpolations)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13086

C# 11 - 목록 패턴 (공식 문서, List patterns)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13112

C# 11 - Span 타입에 대한 패턴 매칭 (공식 문서, Pattern matching on ReadOnlySpan<char>)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13113

C# 11 - Utf8 문자열 리터럴 지원(공식 문서, Utf8 Strings Literals)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13096

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

C# 11 - 파일 범위 내에서 유효한 타입 정의 (공식 문서, File-local types)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13117

C# 11 - 메서드 매개 변수에 대한 nameof 지원 (공식 문서, nameof(parameter))
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13122

C# 11 - 멤버(속성/필드)에 지정할 수 있는 required 예약어 추가 (공식 문서, Required members)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13123

C# 11 - 구조체 필드의 자동 초기화 (공식 문서, auto-default structs)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13125

C# 11 - 정적 메서드에 대한 delegate 처리 시 cache 적용 (공식 문서, Cache delegates for static method group)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13126

Language Feature Status
; https://github.com/dotnet/roslyn/blob/main/docs/Language%20Feature%20Status.md




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







[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 5/5/2023]

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)
11305정성태9/12/201723001개발 환경 구성: 334. 기존 프로젝트를 Visual Studio를 이용해 Github의 신규 생성된 repo에 올리는 방법 [1]
11304정성태9/11/201719940개발 환경 구성: 333. 3ds Max를 Hyper-V VM에서 실행하는 방법
11303정성태9/11/201723501개발 환경 구성: 332. Inno Setup 파일의 관리자 권한을 제거하는 방법
11302정성태9/11/201719316개발 환경 구성: 331. SQL Server Express를 위한 방화벽 설정
11301정성태9/11/201717588오류 유형: 420. SQL Server Express 연결 오류 - A network-related or instance-specific error occurred while establishing a connection to SQL Server.
11300정성태9/10/201722360.NET Framework: 681. dotnet.exe - run, exec, build, restore, publish 차이점 [3]
11299정성태9/9/201721085개발 환경 구성: 330. Hyper-V VM의 Internal Network를 Private 유형으로 만드는 방법
11298정성태9/8/201724559VC++: 119. EnumProcesses / EnumProcessModules API 사용 시 주의점 [1]
11297정성태9/8/201721126디버깅 기술: 96. windbg - 풀 덤프에 포함된 모든 닷넷 모듈을 파일로 저장하는 방법
11296정성태9/8/201723875웹: 36. Edge - "이 웹 사이트는 이전 기술에서 실행되며 Internet Explorer에서만 작동합니다." 끄는 방법
11295정성태9/7/201721704디버깅 기술: 95. Windbg - .foreach 사용법
11294정성태9/4/201721312개발 환경 구성: 329. 마이크로소프트의 CoreCLR 프로파일러 예제 빌드 방법 [1]
11293정성태9/4/201722015개발 환경 구성: 328. Visual Studio(devenv.exe)를 배치 파일(.bat)을 통해 실행하는 방법
11292정성태9/4/201720134오류 유형: 419. Cannot connect to WMI provider - Invalid class [0x80041010]
11291정성태9/3/201721378개발 환경 구성: 327. 아파치 서버 2.4를 위한 mod_aspdotnet 마이그레이션
11290정성태9/3/201725199개발 환경 구성: 326. 아파치 서버에서 ASP.NET을 실행하는 mod_aspdotnet 모듈 [2]
11289정성태9/3/201722873개발 환경 구성: 325. GAC에 어셈블리 등록을 위해 gacutil.exe을 사용하는 경우 주의 사항
11288정성태9/3/201719605개발 환경 구성: 324. 윈도우용 XAMPP의 아파치 서버 구성 방법
11287정성태9/1/201728668.NET Framework: 680. C# - 작업자(Worker) 스레드와 UI 스레드 [11]
11286정성태8/28/201716201기타: 67. App Privacy Policy
11285정성태8/28/201724700.NET Framework: 679. C# - 개인 키 보안의 SFTP를 이용한 파일 업로드파일 다운로드1
11284정성태8/27/201722917.NET Framework: 678. 데스크톱 윈도우 응용 프로그램에서 UWP 라이브러리를 이용한 비디오 장치 열람하는 방법 [1]파일 다운로드1
11283정성태8/27/201718543오류 유형: 418. CSS3117: @font-face failed cross-origin request. Resource access is restricted.
11282정성태8/26/201720301Math: 22. 행렬로 바라보는 피보나치 수열
11281정성태8/26/201722524.NET Framework: 677. Visual Studio 2017 - NuGet 패키지를 직접 참조하는 PackageReference 지원 [2]
11280정성태8/24/201719913디버깅 기술: 94. windbg - 풀 덤프에 포함된 모든 모듈을 파일로 저장하는 방법
... [106]  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  ...