Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 416. System.Net.Sockets.NetworkStream이 Thread-safe할까? [링크 복사], [링크+제목 복사],
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글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
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System.Net.Sockets.NetworkStream이 Thread-safe할까?

socket 관련 thread-safe의 마지막 글입니다. ^^

System.Net.Sockets.Socket이 Thread-safe할까?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1469

Win32 socket이 Thread-safe할까?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1473

이번에는 Socket I/O를 Stream으로 감싼 System.Net.Sockets.NetworkStream 차례입니다. 아래의 문서에 보면,

NetworkStream Class
; https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.net.sockets.networkstream

NetworkStream 역시 일반 BCL과 마찬가지의 thread-safety 정책이 걸려 있습니다.

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.


그래서 지난번 글과 동일하게 테스트를 해보았는데,

static void Main(string[] args)
{
    Thread.Sleep(2000);

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

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

    body = sb.ToString();

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

    List<CommonPacket> packets = new List<CommonPacket>();

    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 < loopCount; i++)
        {
            CommonPacket packet = new CommonPacket(i);
            packet.AddData(body);

            packets.Add(packet);
        }

        List<Thread> threads = new List<Thread>();
        ThreadParam threadParam = new ThreadParam();
        threadParam.Packets = packets;
        threadParam.NetStream = ns;
        threadParam.Dot = dot;

        for (int i = 0; i < 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;
}

결과는 thread-safe했습니다. 이상하군요. 그런대로 충돌이 날 만한데요. 이에 대해서는 NetworkStream.Write 메서드를 .NET Reflector를 통해 보면 짐작할 수 있습니다.

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 < 0) || (offset > buffer.Length))
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException("offset");
    }
    if ((size < 0) || (size > (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);
    }
}

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.

(첨부파일은 위의 동작을 테스트한 코드를 담고 있습니다.)




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







[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 7/17/2021]

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