7. System.Object

CLR 2010.02.16 09:00 Posted by 52
오늘의 주제는 이겁니다.

CLR의 모든 타입은 System.Object로부터 파생된다.

자. 오늘의 공부 끝!


이라고 말하고 싶지만 그러면 안되겠죠;;

그럼 모든 타입의 기본인 System.Object에 대해서 좀 더 공부를 해 봐야겠습니다. System.Object는 Class입니다. Class니까 Method과 Property 들로 구성이 되어 있겠지요.

Object의 Public Method들에 대해서 알아보기로 하죠. IDE 편집창에서 Object를 하나 선언하고 Public Method들이 무엇이 있는지 살펴봅시다.

네 저렇게 4개의 Method가 존재합니다. 이 Method들은 Object의 public Method인 만큼 CLR의 모든 타입들은 저 4개의 Method를 기본적으로 갖고 있게 됩니다. 저 Method들을 알아보기 위해 우선 좀 말이 안되긴 하지만 다음과 같은 클래스들을 만들어 놓습니다.

    class Animal
    {
        Int32 Age;
        string Name;

        public Animal(string name, Int32 age)
        {
            Age = age;
            Name = name;
        }

        public Int32 GetAge()
        {
            return Age;
        }

        public string GetName()
        {
            return Name;
        }

        public virtual string Say()
        {
            return "Can't say";
        }

        public static Int32 GetLegs(Animal animal)
        {
            Int32 legs = 2;

            if (animal.GetType().ToString().Equals("Test04.Animal"))
                legs = 4;

            return legs;

        }
    }

    class Human : Animal
    {
        public Human(string name, Int32 age) : base(name, age)
        {
        }
        public override string Say()
        {
            return "Oh! Yeah!";
        }
    }


Animal 클래스가 있고 Animal에서 상속받은 Human 클래스가 있습니다. Animal의 class 선언에는 생략되어 있지만-

class Animal 은 class Animal : System.Object 와 같이 쓸 수 있습니다. 둘은 같은 의미입니다.


1. Equals

비교 하려는 객체가 같은 값을 가지고 있으면 true 아니면 false를 return 합니다. 같은 값을 가지고 있다는 말은 무슨 의미일까요? 테스트 해 봅시다. 다음과 같은 코드를 작성해 봅니다.

            Animal dog = new Animal("happy", 3);
Human korean = new Human("Park", 33);

            if (dog.Equals(korean))
                Console.WriteLine("dog == korean");
            else
                Console.WriteLine("dog != korean");

dog라는 Animal class의 객체를 선언하고 korean이라는 Human의 객체를 선언하고 이 둘을 비교합니다. 뭐가 찍힐까요? 당연히 dog != korean 이 찍힙니다.

            Animal cat = new Animal("nero", 1);

            if (dog.Equals(cat))
                Console.WriteLine("dog == cat");
            else
                Console.WriteLine("dog != cat");

자 이번엔 어떨까요? 같은 Animal 객체인 cat을 선언해 봅니다. 둘은 같다고 인정될까요? 아닙니다. 역시 dog != cat이 찍힙니다.

            Animal dog2 = new Animal("happy", 3);
            if (dog.Equals(dog2))
                Console.WriteLine("dog == dog2");
            else
                Console.WriteLine("dog != dog2");

아.. 그러면 이번엔 객체 이름은 다르지만 내부의 property값은 같은 dog2라는 객체를 선언하고 둘을 비교해 봅시다. 같다고 인정해 줄까요? 아.. 역시 다르다고 합니다. dog != dog2 라고 찍힙니다.

도대체 그럼 뭐를 어떻게 해야 같은거야? 라고 생각하면서 마지막으로 다음과 같이 테스트 해 봅시다.

            Animal dog3 = dog;

            if (dog.Equals(dog3))
                Console.WriteLine("dog == dog3");
            else
                Console.WriteLine("dog != dog3");

dog 객체를 새로 생성한 dog3에 할당합니다. 여기선 어떤 값이 찍힐까요? 아. 드디어 두 객체가 같다고 인정해 줍니다. dog == dog3 가 찍힙니다!

Object.Equals()의 같다는 의미는 좀 어렵네요. 두 객체가 포함하는 property등의 값이 같다고 equal이 아닙니다. 두 객체가 참조하는 것이(주소값 이라고 해야 할까요? C++적인 의미로 말입니다.) 이 완전히 일치해야지 equal입니다. 

음 개념적으로는 대충 이해가 되는데 좀 더 자세히 알아보고 싶어지는군요.  앞으로 자주 보게 될 ILDASM을 꺼내봐야겠습니다. ILDASM으로 지금까지 작성한 코드들이 어떻게 CLR에 들어가는지 살펴봅시다.


ILDASM을 이용하여 작성한 코드들을 MSIL코드로 볼 수 있습니다. 하나하나씩 따라가보면서 간단하게나마 분석을 해보려고 합니다. 일단 Main 앞 부분입니다. main()함수에서 사용하는 지역변수들을 초기화 하고 알아보기 쉽게 index를 붙여서 태깅해 놓고 시작하네요.

            Animal dog = new Animal("happy", 3);
            Human korean = new Human("Park", 33);

  IL_0001:  ldstr      "happy"
  IL_0006:  ldc.i4.3
  IL_0007:  newobj     instance void Test04.Animal::.ctor(string, int32)
  IL_000c:  stloc.0
  IL_000d:  ldstr      "Park"
  IL_0012:  ldc.i4.s   33
  IL_0014:  newobj     instance void Test04.Human::.ctor(string, int32)
  IL_0019:  stloc.1

1. [IL_0001] ldstr은 스트링 개체를 스택으로 PUSH합니다. "happy"가 스택에 PUSH됩니다. 
2. [IL_0006] ldc.i4.3 은 정수값 3을 역시 스택으로 PUSH합니다. 
3. [IL_0007] newobj는 받아야 할 argument들 갯수만큼 스택에서 POP 한 후 새로운 객체를 생성하고 그 객체를 스택에 PUSH하게 됩니다. 
4. [IL_000c] stloc.0 는 스택에서 값을 POP하여 지역변수 인덱스 0 에 넣습니다. 

IL_0001 부터 IL_000c까지의 내용입니다. 그대로 하면 어떻게 되나요. 위의 C#코드에서 처럼

Animal dog = new Animal("happy", 3); 

을 수행한 결과가 됩니다. 변수 dog는 지역변수 인덱스 0 으로 태깅되어 있지요. IL_000d 부터 IL_0019까지는 korean 객체를 생성하는 과정입니다. IL_0012의 ldc.i4.s 33은 정수값 33을 스택에 PUSH하라는 명령입니다.

            if (dog.Equals(korean))
                Console.WriteLine("dog == korean");
            else
                Console.WriteLine("dog != korean");

  IL_001a:  ldloc.0
  IL_001b:  ldloc.1
  IL_001c:  callvirt   instance bool [mscorlib]System.Object::Equals(object)
  IL_0021:  ldc.i4.0
  IL_0022:  ceq
  IL_0024:  stloc.s    CS$4$0000
  IL_0026:  ldloc.s    CS$4$0000
  IL_0028:  brtrue.s   IL_0037
  IL_002a:  ldstr      "dog == korean"
  IL_002f:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
  IL_0034:  nop
  IL_0035:  br.s       IL_0042
  IL_0037:  ldstr      "dog != korean"
  IL_003c:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
  IL_0041:  nop

자 다음은 두 객체를 비교하는 부분입니다. 

1. [IL_001a] ldloc.0 은 0번 지역변수의 값을 스택에 PUSH합니다. 
2. [IL_001b] ldloc.1 은 1번 지역변수의 값을 스택에 PUSH하겠지요.
3. [IL_001c] callvirt 는 런타임에 바인딩된 method를 호출합니다. (call뒤에 virt가 붙은 건 호출 할 method가 virtual로 선언되어 있다는 걸 의미합니다. 실제로 Object.Equals()는 'public virtual bool Equals(object obj);' 로 선언되어 있습니다.) 호출하기 전 method와 관련된 객체와 해당 method의 인수와 관련된 값을 스택에서 POP합니다. 그리고 해당 method의 결과값이 있으면 스택에 PUSH하게 됩니다. 여기서는 equals의 값을 스택에 PUSH하게 되겠네요.
4. [IL_0021] ldc.i4.0 는 정수값 0을 스택에 PUSH하게 됩니다.
5. [IL_0022] ceq 는 비교 명령입니다. 비교에 사용될 값 value0과 value1을 스택에서 POP합니다. 여기서는 4번에서 넣었던 정수값 0과 3번 equals의 결과값이 각각 value0과 value1에 들어가게 되겠지요. 그리고 두 값을 비교해서 같으면 1이 스택으로 PUSH되며 틀리면 0이 스택으로 PUSH됩니다.
6. [IL_0024] stloc.s    CS$4$0000 스택에서 값을 꺼내어 CS$4$0000 이라는 지역변수에 넣습니다. 맨 위에서 보면 알다시피 CS$4$0000은 bool값을 가진 지역변수인데 우리가 직접 선언한 변수는 아니지요. if문에서 비교를 해서 나온 bool값을 저장하기 위해 CLR이 생성한 임시 지역 변수입니다. 결국 ceq로 비교된 값이 CS$40000 이라는 변수에 들어가게 됩니다.
7. [IL_0026] ldloc.s    CS$4$0000 은 지역변수 CS$4$0000의 값을 스택에 PUSH합니다. 아 이거 왜 뺐다가 다시 넣는거야.
8. [IL_0028] brtrue.s  IL_0037 는 스택에서 값을 하나 POP한다음에 이 값이 true거나 null이 아니거나 0이 아닌경우 IL_0037로 점프하게 됩니다. 결국 bool 형식의 CS$4$0000 값이 true면 IL_0037로 점프를 하게 되겠지요. 다시 정리하면 5번에서의 ceq의 값이 같으면 IL_0037로 점프를 하게 되는 것입니다. 또 거슬러가면 ceq의 값이 같기 위해서는 3번의 결과 값이 0이 되어야 하는데 3번의 결과 값이 0이라는 얘기는 equals()의 결과값이 0 그러니까 false라는 이야기죠. 결국 dog != cat 이면 IL_0037로 점프하는겁니다.
9. [IL_002a] ~ [IL_002f] 스택에 스트링값(dog == korean)을 넣고 Console.WriteLine()을 호출합니다.
10. [IL_0034] nop 아무일도 하지 않습니다.
11. [IL_0035] br.s       IL_0042 는 어떠한 조건에 상관없이 IL_0042로 점프하게 됩니다. [IL_0042]는 if문이 모두 끝난 다음의 명령문이 있는 주소입니다.
12. [IL_0037] ~ [IL_003C] 는 dog != korean 을 찍겠지요.

와 길고 복잡합니다. 첨부된 소스를 컴파일 하고 컴파일 된 실행 파일을 ILDASM으로 보면 계속 뒤의 코드를 볼 수 있는데 쭉- false를 리턴했던 dog2까지의 비교는 위와 동일한 패턴의 코드로 진행됩니다. 무엇보다 주시해야 될 부분은 cat이나 dog2의 객체는 쭉- newobj로 새로 생성한다는 점입니다.

            Animal dog3 = dog;

if (dog.Equals(dog3))
                Console.WriteLine("dog == dog3");
            else
                Console.WriteLine("dog != dog3");

  IL_00aa:  ldloc.0
  IL_00ab:  stloc.s    dog3
  IL_00ad:  ldloc.0
  IL_00ae:  ldloc.s    dog3
  IL_00b0:  callvirt   instance bool [mscorlib]System.Object::Equals(object)

이제 true를 반환했던 dog3입니다. IL코드를 읽어보면 알겠지만 dog3의 값은 지역변수 인덱스 0인 dog의 값(주소)를 가져와서 dog3 지역변수에 그대로 넣습니다. 이건 뭘 의미하는건가요?

Animal dog3 = dog;

를 수행한다는 것은 dog3라는 새로운 객체 공간을 생성해서 dog의 값을 복사해 오는 것이 아니라 dog라는 객체가 가리키는 값(주소)를 그대로 dog3와 연결 시킨다는 의미입니다. 결국 dog와 dog3가 가리키는 값(주소)는 같은 값(주소)입니다. equals()는 그래서 같다. 라고 결과를 반환했던 것입니다. equals()가 하는 일은 정말 간단하네요. 내용이고 자시고 간에 그냥 값이 같으면 true입니다. 

간단한 내용을 정말 길게 돌아서 확인했네요.

휴-

Object는 다음에 계속 하기로 하지요. 오늘은 이만!!

참고 소스 : 

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