Welcome to Dynamic C#(9) - Dynamic Returns Again.

C# 2010.01.07 09:00 Posted by 뎡바1

- 정말 오랜만에 다시 Dynamic이군요.

안녕하세요~! 눈 때문에, 어떤 사람들은 로맨틱한 겨울이고, 어떤 사람들은 악마의 똥가루의 냄새에 신음하고, 어떤 사람들은 방에 콕처박혀 있고 뭐 아주 버라이어티한 겨울입니다. 겨울이 버라이어티 정신이 충만하네요. 연예대상같은거라도 하나 받고 싶은 가봐요. ㅋㅋ 아무튼! 정말 오랜만에 다시 dynamic시리즈를 쓰게 되네요. 워낙 한 내용도 없이 중간에 끊어서 좀 그랬습니다;;; 물론, 기다리신 분이 얼마나 있을지는 미지수지만요-_- 그럼. 한번 이야기를 시작해볼까요? dynamic에 대해서 조금씩 자세하게 들어가 보겠습니다.


- 어서내놔 dynamic

우선 예제를 하나 보시죠.

dynamic d = 10;
C c = new C();

//위쪽 그룹 
d.foo();
d.SomeProp = 10;
d[10] = 10;

//아래쪽 그룹 
c.Foo(d);
C.StaticMethod(d);
c.SomeProp = d;




위 그룹과 아래 그룹의 차이점은 뭘까요? 네~! Give that man a cigar!(누가 정답을 말했을때 하는 말이라네요) 위 그룹은 액션을 받는 객체가 동적인 객체, 즉 dynamic receiver이구요. 아래 그룹은 static receiver와 static method가 바로 차이점입니다.

위 그룹은 동적인 표현식(expression)속에서 직접적으로 동적인 행위가 일어나고, 아래그룹은 직접적으로  동적표현식은 아닙니다. 각각의 연산의 매개변수로 동적인 타입이 들어가면서, 전체적인 표현식을 간접적으로 동적으로 만들고 있는거죠. 이런 경우에는 컴파일러가 동적인 바인딩과 정적인 바인딩을 섞어서 수행하는데요. 예를 들어서 동적타입을 매개변수로 받는 오버로드가 있을 경우에, 어떤 멤버집합(member set)을 오버로드해야 할지 결정할때는 정적인 타입을 사용해서 판단할테구요, 실제로 오버로드를 판별(resolution)할때는 매개변수의 런타임 타입을 사용할 것이기 때문이죠.

컴파일러가 dynamic타입인 표현식을 보게되면, 그 안에 포함된 연산들을 동적 연산처럼 처리하게 됩니다. 즉, 표현식이 인덱스를 통한 접근이든 메서드호출이든 상관없이 그 표현식의 결과로 나오는 타입은 런타임에 결정될거라는 거죠. 그 결과로 컴파일 타임에 동적인 표현식의 결과로 나오는 타입은 dynamic이겠죠.

컴파일러는 이런 모든 동적인 연산들을 DLR을 통해서 dynamic call site라는 걸로 변환을 합니다. 지지지난 포스트에서 설명을 드렸던거 같은데요, 제네릭한 델리게이트를 가지고 있는 정적 필드입니다. 어떤 연산에 대한 호출을 가지고 있다가, 추후에 같은 타입의 연산이 호출되면 다시 call site를 생성할 필요없이 정적필드에 저장된 델리게이트를 호출해서 실행에 필요한 부하를 최대한 줄이는데 도움을 주는 친구죠. call site가 만들어지면, 컴파일러는 그 call site에 저장된 델리게이트를 호출할 코드를 생성하구요, 거기에다가 매개변수를 넘겨줍니다.

만약에, 호출한 객체가 IDynamicObject를 구현해서 스스로 동적 연산을 어떻게 처리할지 아는 객체가 아니거나, 미리 저장된 델리게이트와 타입이 안맞아서 캐시가 불발이 나면, call site와 같이 생성된 CallSiteBinder가 호출됩니다. CallSiteBinder는 call site에 필요한 바인딩을 어떻게 처리해야 하는지 알고 있는 객체인데요, C#은 이 CallSiteBinder에서 상속한 바인더를 갖고 있습니다. 이 C# CallSiteBinder가 적절한 바인딩을 통해서 DLR의 call site가 갖고 있는 델리게이트에 저장될 내용을 expression tree형태로 만들어서 리턴합니다. 이 내용역시 전전, 전포스트에서 다뤘었쬬? 못봤다고 하시면!!!! 제가 절대 가만있을수는 없는 문제고! 링크를 드..드리겠습니다. 전포스트, 전전포스트. 친절하죠?-_-


- 캐시되는 과정은 어떠냥

공개된 문서를 통해 볼 수 있는 현재의 캐시 방식은 그냥 단순히 매개변수들의 타입이 일치하는지 검사하는겁니다.  만약에.. 이런 호출이 있다고 할때...

args0.M(arg1, arg2, ...);

그리고, 이전에 args0이 C라는 타입이며, 매개변수 arg1과 arg2가 모두 int인 호출이 있었다고 해보면요, 캐시를 체크하는 코드는 대략아래와 같습니다.

if (args0.GetType() == typeof(C) &&
    arg1.GetType() == typeof(int) &&
    arg2.GetType() == typeof(int) &&
    ...
    )
{
    //CallSiteBinder의 바인드 결과는 여기에 계속 통합되구요
}
    ......//캐시 검사는 좀 더 많을 수도 있구요
else
{
    //여기서 CallSiteBinder의 bind메서드를 호출하고, 캐시를 업데이트 합니다.
}

지금까지 간단하게 알아본 내용을 그래도 마무리 하려면, C# CallSiteBinder가 뭘 어떻게 하는지를 알면 되겠네요. 서두에 두그룹의 연산중에 위 그룹의 연산을 보면요, 메서드 호출, 속성 접근, 인덱서 호출등 3가지 연산이 있었죠. 일단 모든 연산은요 표준 C# runtime binder를 통해서 생성되고, C# runtime binder가 걔네들을 데이터 객체로 사용합니다. 그 데이터객체는 바운드되야할 액션을 설명하는데요, 그런 객체를 C# payload라고 부른다고 합니다. 

C# runtime binder는 쉽게 작은 컴파일러라고 생각하면 되는데요, 얘가 일반적인 컴파일러가 갖고 있는 심볼테이블이나 타입시스템, 오버로드 판별 및 타입 교체같은 기능을 갖고 있기 때문입니다. 간단하게 d.Foo(1)을 예로 생각해보죠.

runtime binder가 호출되면, 현재 call site에 대한 payload과 call site에 대한 런타임 매개변수를 갖습니다. 그리고 dynamic receiver를 포함해서 그 모든 런타임 매개변수와 타입을 모아서는 그 타입에 대한 심볼테이블을 만듭니다.(심볼테이블에 대한 간략한 설명은 여기를 참조하세영!) 그리곤 payload꾸러미를 풀어헤쳐서 수행하려고 하는 연산의 이름을 꺼냅니다.(Foo) 그리고 d의 타입에서 리플렉션을 사용해서 Foo라는 이름을 갖는 모든 멤버를 뽑아냅니다. 그리고 걔네들도 심볼테이블에 적어넣죠. 말로 설명하니깐 깝깝하시죠? 설명하는 저도 깝깝하네여-_-;;; 제가 상상력을 동원해서 부연설명을 드리면요,

d.Foo(1)에서 먼저 매개변수의 타입과 d의 타입을 갖고와서 심볼테이블에 적어두고요.

주소     타입            이름
서울시   int             익명(= 1)

수원시   dynamic      d

그리고 리플렉션으로 d의 타입에서 Foo를 모두 찾아냈는데 대략 아래와 같다고 해보죠.
Foo(int a)
Foo(double b)
Foo(string c)

그리고 얘네들도 따로 심볼테이블에 집어넣으면?

-call site에 대한 심볼테이블
주소     타입            이름
서울시   int            익명(= 1)
수원시   dynamic      d

-d의 멤버중에 Foo라는 동명이인들
주소      타입        이름
부산시   void     Foo(int a)
창원시   void     Foo(double b)
안양시   void     Foo(string c)

그러면, 타입을 찬찬히 들여다보면, 어떤 Foo가 호출되야 할지 명확하게 보입니다. d.Foo(1)호출에서 매개변수의 런타임타입이 int이므로 Foo(int a)가 호출이 되겠죠. 이건 그냥 제가 설명을 위해서 상상력을 동원해본거니깐요 믿지는 마시기 바랍니다. 예비군 동원 무쟈게 귀찮으시져? 상상력도 무쟈게 귀찮아 하네요-_-. 어서 집에 보내고 다시 설명을 이어 가겠습니다.

위에서 설명드린 runtime binder를 설계할때 세웠던 한가지 원칙은 "runtime binder는 정적 컴파일러가 하는 짓을 똑같은 의미로 할 수 있어야 한다."였다고 하는데요. 그래서 에러메세지 역시 동일한 에러메세지를 뱉어낸다고 합니다.

위의 바인딩의 결과로 바인딩이 성공적일 경우에 수행할 동작을 표현한 expression tree가 만들어집니다. 그렇게 안되는 경우에는 runtime binder exception을 던진다고 하네요. 결과로 만들어진 expression tree는 DLR의 캐시에 포함되고 호출되면서 원래의 호출을 성공적으로 완료합니다.


- 약간의 제약사항?

그런데, 위에서 정적 컴파일러와 똑같은 짓을 하게 만들려고 했지만, 아마도 예산과 시간때문에 선택과 집중을 해야 하니깐 몇가지 못집어 넣은게 있다고 합니다. 람다식과 확장 메서드, 메서드 그룹(델리게이트)에 대한 이야기 인데요. 현재로서는 바인딩 안된 람다식을 런타임에서 표현할 방법이 없다고 합니다. 개발하다가 디버깅을 할때 브레이크 포인트를 잡고 그 상태에서 현재 상태의 객체에 값을 가져온다거나 메서드를 호출하고 값을 확인할 수 있잖아요? 근데, 람다식은 그런식으로 디버깅이 안됐던거 같은데, 아마 그문제가 계속 이어지는 거 같습니다.

그리고 메서드 그룹역시 런타임에 표현할 수 있는 방법이 없다고 합니다. 예를 들면,

delegate void D();
public class C
{
     static void Main(string[] agrs)
     {
        dynamic d = 10;
        D del = d.Foo; //뭐 이렇게는 안된다고 하네요. 그래서 런타임 익셉션이 난다고 합니다.
     }
}

그리고 확장 메서드 역시 using절과 범위를 바인딩없이 넘겨줄 방법이 없기때문에, 확장메서드역시 안된다고 하구요.


- 마물!

무척 오랜만의 포스팅인데요, 갈증이 조금이라도 해소가 되셨으면 좋겠네요. 제 실력이 바닥을 기다보니 원문의 내용을 한번 걸러서 드리는 정도밖에 못드리는 면이 많은데요. 뭐-_- 내공이 부족하니 한계가 명확하네요. 그럼 다음 포스트에서 뵙져~!!!!!!!


- 참고자료

1. http://blogs.msdn.com/samng/archive/2008/11/02/dynamic-in-c-ii-basics.aspx


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