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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'>System.Net.Sockets.NetworkStream이 Thread-safe할까?</h1>

socket 관련 thread-safe의 마지막 글입니다. ^^ 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
System.Net.Sockets.Socket이 Thread-safe할까?
; <a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1469'>http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1469</a>

Win32 socket이 Thread-safe할까?
; <a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1473'>http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1473</a>
</pre>
 
이번에는 Socket I/O를 Stream으로 감싼 System.Net.Sockets.NetworkStream 차례입니다. 아래의 문서에 보면, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
NetworkStream Class
; <a target='tab' href='https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.net.sockets.networkstream'>https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.net.sockets.networkstream</a>
</pre>
 
NetworkStream 역시 일반 BCL과 마찬가지의 thread-safety 정책이 걸려 있습니다. 
 
<div style='BACKGROUND-COLOR: #ccffcc; padding: 10px 10px 5px 10px; MARGIN: 0px 10px 10px 10px; FONT-FAMILY: Malgun Gothic, Consolas, Verdana; COLOR: #005555'>
Thread Safety: Any public static (Shared in Visual Basic) members of this type are thread safe. Any instance members are not guaranteed to be thread safe. 
</div> 
 
그래서 지난번 글과 동일하게 테스트를 해보았는데, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
static void Main(string[] args)
{
 Thread.Sleep(2000);

string body = string.Empty;
    StringBuilder sb = new StringBuilder();

Array.ForEach(Enumerable.Range(0, 10).ToArray(), (elem) =&gt; body += elem.ToString());
    for (int i = 0; i &lt; 10000; i++)
    {
        sb.Append(body);
    }

body = sb.ToString();

int loopCount = 10000;
    int dot = (loopCount / (80 * 25));

List&lt;CommonPacket&gt; packets = new List&lt;CommonPacket&gt;();

using (TcpClient socket = new TcpClient("192.168.0.6", 11200))
    {
        // IPAddress target = IPAddress.Loopback; 
        IPAddress target = IPAddress.Parse("192.168.0.6");
        EndPoint serverEP = new IPEndPoint(target, 11200);

NetworkStream ns = socket.GetStream();
        int instanceId = 0;

byte[] instanceIdBuf = BitConverter.GetBytes(instanceId);
        ns.Write(instanceIdBuf, 0, 4);

for (int i = 0; i &lt; loopCount; i++)
        {
            CommonPacket packet = new CommonPacket(i);
            packet.AddData(body);

packets.Add(packet);
        }

List&lt;Thread&gt; threads = new List&lt;Thread&gt;();
        ThreadParam threadParam = new ThreadParam();
        threadParam.Packets = packets;
        threadParam.NetStream = ns;
        threadParam.Dot = dot;

for (int i = 0; i &lt; 20; i++)
 {
 Thread aThread = new Thread(sendBufferThread);
 aThread.IsBackground = true;
 aThread.Start(threadParam);

threads.Add(aThread);
 }

foreach (var item in threads)
        {
            item.Join();
        }

socket.Close();
        Console.WriteLine("TCP Client socket: Closed");
        Console.WriteLine(loopCount + " times: data sent");
        Console.WriteLine((body.Length / 1024) + "KB / packet");

Console.WriteLine();
        Console.WriteLine();

Console.WriteLine("Press any key to exit");
        Console.ReadLine();
    }
}

private static void sendBufferThread(object obj)
{
    ThreadParam threadParam = (ThreadParam)obj;

while (true)
    {
        CommonPacket packet = null;

lock (threadParam.Packets)
        {
            if (threadParam.Packets.Count == 0)
            {
                break;
            }

packet = threadParam.Packets[0];
            threadParam.Packets.RemoveAt(0);
            threadParam.Sent++;

if (threadParam.Sent % threadParam.Dot == 0)
            {
                Console.Write(".");
            }
        }

byte[] dataBuf = packet.GetBuffer();
        MustSendBuffer(threadParam.NetStream, dataBuf, dataBuf.Length);
    }
}

private static bool MustSendBuffer(NetworkStream ns, byte[] dataBuf, int mustSend)
{
 ns.Write(dataBuf, 0, mustSend);
 return true;
}
</pre>
 
결과는 thread-safe했습니다. 이상하군요. 그런대로 충돌이 날 만한데요. 이에 대해서는 NetworkStream.Write 메서드를 .NET Reflector를 통해 보면 짐작할 수 있습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
public override void Write(byte[] buffer, int offset, int size)
{
 bool canWrite = this.CanWrite;
 if (this.m_CleanedUp)
 {
 throw new ObjectDisposedException(base.GetType().FullName);
 }
 if (!canWrite)
 {
 throw new InvalidOperationException(SR.GetString("net_readonlystream"));
 }
 if (buffer == null)
 {
 throw new ArgumentNullException("buffer");
 }
 if ((offset &lt; 0) || (offset &gt; buffer.Length))
 {
 throw new ArgumentOutOfRangeException("offset");
 }
 if ((size &lt; 0) || (size &gt; (buffer.Length - offset)))
 {
 throw new ArgumentOutOfRangeException("size");
 }
 Socket streamSocket = this.m_StreamSocket;
 if (streamSocket == null)
 {
 throw new IOException(SR.GetString("net_io_writefailure", new object[] { SR.GetString("net_io_connectionclosed") }));
 }
 try
 {
 streamSocket.Send(buffer, offset, size, SocketFlags.None);
 }
 catch (Exception exception)
 {
 if (((exception is ThreadAbortException) || (exception is StackOverflowException)) || (exception is OutOfMemoryException))
 {
 throw;
 }
 throw new IOException(SR.GetString("net_io_writefailure", new object[] { exception.Message }), exception);
 }
}
</pre>
 
보시는 바와 같이 Write(및 Read) 메서드 안에서 인스턴스 멤버에 대한 조작을 하는 코드가 없습니다. 하부 단의 "Socket streamSocket" 멤버는 Socket 자체가 thread-safe하기 때문에 상관없고! 
 
물론 NetworkStream 타입의 멤버가 thread-safe하지 않다고 되어 있으므로 향후 내부적으로 인스턴스 멤버를 조작하는 코드가 추가되는 경우 오동작을 할 여지가 있습니다. 따라서, 성능에 크게 영향이 없다면 NetworkStream을 사용하는 경우에는 lock을 적절하게 걸어주는 것이 권장됩니다. 
 
(<a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/bbs/DownloadAttachment.aspx?fid=823&amp;boardid=331301885'>첨부파일은 위의 동작을 테스트한 코드</a>를 담고 있습니다.)

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

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