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<div style='display: inline'>
<h1 style='font-family: Malgun Gothic, Consolas; font-size: 20pt; color: #006699; text-align: center; font-weight: bold'>C# 12 - 인라인 배열(Inline Arrays)</h1>

현재(2023-09-14) <a target='tab' href='https://github.com/dotnet/roslyn/blob/main/docs/Language%20Feature%20Status.md'>기능 명세표</a>를 보면 C# 12의 기능이 모두 8개로 확정(및 <a target='tab' href='https://github.com/dotnet/roslyn/milestone/117'>closed 상태</a>)되었고, Visual Studio 2022 17.8.0 Preview 1.0 환경에서 "ref readonly parameters"를 제외한 7개의 문법을 모두 실습할 수 있습니다. 
 
7개의 구문 중 4개는 알아봤고, 이번엔 남은 3개 중에서 "<a target='tab' href='https://github.com/dotnet/csharplang/blob/main/proposals/csharp-12.0/inline-arrays.md'>인라인 배열(Inline Arrays)</a>"에 대해 알아보겠습니다. 
 
<hr style='width: 50%' /> 
 
인라인 배열은, struct에 대해 InlineArray 특성을 지정하는 경우 C# 언어에서 새롭게 취급하는 배열 타입입니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
[System.Runtime.CompilerServices.InlineArray(5)]
public struct Buffer
{
 private int _element0; // public 접근을 허용하지만 실용적이지 않음
 // 필드는 단 한 개만 정의할 수 있음
}
</pre>
 
C# 컴파일러는 위와 같은 정의를 내부 필드의 타입 기준으로 InlineArray 특성에 전달된 수(예제에서는 5)만큼 연속적인 공간에 메모리가 할당된 것으로 처리합니다. 
 
즉, 위의 예제에서는 int 타입 4바이트 * 5 = 20바이트가 연속적으로 메모리에 할당이 되는 식입니다. 이후, 사용 방법도 배열과 완전히 동일하게 취급할 수 있습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
namespace ConsoleApp1;

internal class Program
{
 static void Main(string[] args)
 {
 {
 Buffer b = new Buffer(); // 새롭게 정의한 배열 타입

for (int i = 0; i &lt; 5; i ++)
            {
                b[i] = i; // indexer 구문으로 개별 요소 접근

Console.WriteLine(b[i]);
 }
 }
 }
}

[System.Runtime.CompilerServices.InlineArray(5)]
public struct Buffer
{
 private int _element0;
}
</pre>
 
Inline Array 타입은 Length 속성이 없어 위의 코드에서 5개의 요소를 열거하기 위해 하드 코딩으로 5를 지정했는데, 약간 복잡하지만 다음과 같이 구할 수는 있습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
int len = Unsafe.SizeOf&lt;Buffer&gt;() / Unsafe.SizeOf&lt;int&gt;();

for (int i = 0; i &lt; len; i ++)
{
 // ...
}
</pre>
 
하지만, Span과도 연동이 되므로 이를 이용하는 것이 더 편리합니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
Buffer b = new Buffer();
Span&lt;int&gt; s = b; // Span을 경유해,

for (int i = 0; i &lt; s.Length; i ++) // s.Length를 사용해 열거
{
 // ...
}
</pre>
 
<hr style='width: 50%' /> 
 
이렇게 만든 인라인 배열 타입을 메서드 내에서 쓰면 당연히 Stack 영역에 할당합니다. 그런 의미에서 봤을 때 기존의 stackalloc과 유사하다고도 볼 수 있습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
// InlineArray 사용
Buffer b = new Buffer(); // 스택에 sizeof(int) * 5 크기만큼의 연속된 공간을 할당

// stackalloc 사용
int* ptr = stackalloc int[5]; // 스택에 sizeof(int) * 5 크기만큼의 연속된 공간을 할당
</pre>
 
하지만 stackalloc은 unsafe 문맥을 요구하는 반면 InlineArray는 managed(safe) 환경에서 사용할 수 있습니다. 
 
또한, <a target='tab' href='https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11556'>C# 7.3에 추가된 fixed의 기능</a>과 유사하다고도 볼 수 있는데요, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
unsafe struct CppStructType
{
 public fixed int fields[5]; // sizeof(int) * 5 크기만큼의 연속된 공간을 할당
}

[System.Runtime.CompilerServices.InlineArray(5)] // sizeof(int) * 5 크기만큼의 연속된 공간을 할당
public struct Buffer
{
 private int _element0;
}
</pre>
 
이것 역시 마찬가지로 fixed는 unsafe 문맥을 필요로 하지만 InlineArray는 managed(safe) 환경에서 사용할 수 있습니다. 
 
<hr style='width: 50%' /> 
 
결국, '음지'에서 천대받던 ^^ "고정 크기 (스택) 배열"을 '양지'로 끌어낸 기능이 바로 InlineArray입니다. 따라서, 이것의 도입으로 인해 1) C/C++과의 Interop을 좀 더 편하게 할 수 있게 되었고, 2) GC의 개입을 줄이기 위해 스택에 좀 더 간편하게 배열을 생성할 수 있게 되었습니다. 
 
한 가지 유의하셔야 할 것은, 당연히 메서드 또는 다른 struct 타입 내에서 사용하는 경우 스택에 할당되기 때문에 자칫 배열 크기를 너무 크게 잡으면 Stack overflow가 발생하므로 주의해야 합니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
namespace ConsoleApp1;

internal class Program
{
    static unsafe void Main(string[] args)
    {
        Buffer b = new Buffer();
        Console.WriteLine($"b: {b[0]}");
    }
}

[System.Runtime.CompilerServices.InlineArray(1500000)]
public struct Buffer
{
 public byte _element0;
}

/* 출력 결과
Stack overflow.
 at System.Byte.TryFormat(System.Span`1&lt;Char&gt;, Int32 ByRef, System.ReadOnlySpan`1&lt;Char&gt;, System.IFormatProvider)
 at System.Runtime.CompilerServices.DefaultInterpolatedStringHandler.AppendFormatted[[System.Byte, System.Private.CoreLib, Version=8.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e]](Byte)
 at ConsoleApp1.Program.Main(System.String[])
*/
</pre>
 
반면, class 내에 정의한다면 Heap에 연속적인 배열 공간을 잡게 되므로 크기 제약이 완화됩니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
namespace ConsoleApp1;

internal class Program
{
    static unsafe void Main(string[] args)
    {
        MyClass m = new MyClass();
        Console.WriteLine(m.Buf[4500000 - 1]); // 정상 실행
    }
}

public class MyClass
{
    public Buffer Buf;
}

[System.Runtime.CompilerServices.InlineArray(4500000)]
public struct Buffer
{
 private int _element0;
}
</pre>

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</div>

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