Asynchronous Agents Library

– message block 1. ( 인터페이스 )

작성자: 임준환( mumbi at daum dot net )

 

시작하는 글

 이전 글까지 Asynchronous Agents Library( 이하, AAL ) 의 일부인 agent 와 message 전달 함수에 대해 알아보았습니다. agent 만 알아도 어느 정도 비 동기 처리를 쉽게 구현할 수 있습니다.

 이번 글에서는 agent 간 소통을 할 수 있는 message block 들에 대해서 알아보겠습니다. message block 을 이용하면 agent 간 데이터 또는 상태 동기화를 할 수 있습니다.

 AAL 은 스레드로부터 안전한 방식으로 구현되었고, 추상화되었습니다. 그래서 agent 객체와 message block 을 이용한 동기화 로직이 직관적이고 쉽게 흐름을 파악할 수 있어 데드락( dead-lock ) 을 방지하기 용이합니다.

 그럼 지금부터 agent 를 이용한 비 동기 처리에 날개를 달아주는 message block 에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

Message 객체

 예전 글부터 message, message 메커니즘, message 전달 함수, message block 등을 언급하면서 항상 message 란 개념을 사용했습니다.

 이 개념은 실제 클래스로 존재합니다. 하지만 단지 message 를 래핑( wrapping ) 할 뿐, 전혀 다른 기능을 가지고 있지 않은 클래스입니다.

 한 가지 기능이 있다면 식별자( id )를 갖는다는 것입니다. message 클래스는 Concurrency Runtime 의 _Runtime_object 클래스를 상속 받습니다. 이 클래스는 Runtime 에 의해 생성될 때 자동으로 id 를 갖게 됩니다. 이 id 를 알아보는 함수는 msg_id() 입니다. 이 메서드의 접근자가 public 으로 되어 있어 message 클래스에서도 사용 가능합니다.

 이 msg_id() 가 반환한 값은 message block 에서 사용되는 runtime_object_identity 형입니다. 몇몇 message block 메서드의 runtime_object_identity 형의 매개변수에 인자로 사용할 수 있습니다.

 사실, 직접 message block 을 구현하지 않는 한, message 클래스는 직접 사용할 경우는 없을 것입니다. 우리는 보내고 받는 데이터를 공급하면 내부적으로 그 데이터를 message 클래스로 래핑하고 message block 내부에서 사용하게 되는 것입니다. 그러므로 크게 신경쓰지 않아도 됩니다.

 

Source 와 target

 Message block 은 크게 두 가지 종류로 나눌 수 있습니다. 하나는 source 이고 다른 하나는 target 입니다.

 Message block 에서의 source 는 message 를 보낼 message block 을 일컫습니다. 마찬가지로 target 은 message 를 받을 message block 을 뜻합니다.

ISource 인터페이스

 Source 는 AAL 의 하나의 개념이지만, 이것을 인터페이스로 추상화 하였습니다. 이것이 ISource 인터페이스입니다.

 그러므로 source 로 쓰일 message block 들은 ISource 인터페이스를 상속하여 구현되었습니다. 만약 직접 source 로 사용될 message block 을 구현하신다면 ISource 인터페이스를 상속해야 합니다.

- ISource 인터페이스의 선언

template<   class _Type>class ISource;

[ 코드1. ISource 인터페이스의 선언 ]

 템플릿 매개변수인 _Type 은 message 로 쓰일 데이터 형( type )입니다. _Type 은 public typedef 인 source_type 으로 사용할 수 있습니다.

 

- ISource 인터페이스의 메서드

virtual void link_target(ITarget<_Type> * _PTarget) = 0;

[ 코드2. ISource::link_target() ]

 link_target() 은 target 인 message block 과 연결합니다. 여기서 연결의 의미는 자동으로 전달된다는 의미로 생각하시면 되겠습니다.

 즉, 이 ISource 를 상속받은 message block 에 link_target() 으로 target message block 을 연결했을 경우, 이 message block 의 message 들은 직접 전달 함수를 사용하지 않아도 자동으로 target message block 으로 전달됩니다.

 연결할 target 은 여러 개일 수 있습니다. 그러나 ISource 를 상속한 message block 의 구현에 따라 첫 번째 target 만 동작할 수도 있습니다. 예로 unbounded_buffer 가 있습니다. unbounded_buffer 는 내부적으로 큐를 구현하고 있어 전달 후, message 가 큐에서 제거되므로 두 번째 연결된 target 이 있더라도 message 를 보낼 수 없습니다.

 매개변수인 _PTarget 은 연결할 target message block 입니다. _PTarget 의 데이터 형인 ITarget 은 target 을 추상화한 인터페이스입니다. 곧 설명하도록 하겠습니다.

 _PTarget 이 NULL 이라면 invalid_argument 예외가 발생합니다.

 

virtual void unlink_target(ITarget<_Type> * _PTarget) = 0;

[ 코드3. ISource::unlink_target() ]

 unlink_target() 은 link_target() 으로 연결된 target 들 중 매개변수인 _PTarget 에 지정된 target 의 연결을 해제합니다.

 _PTarget 이 NULL 이라면 invalid_argument  예외가 발생합니다. 또한 _PTarget 이 연결된 target 들 중에 없다면 아무 것도 하지 않습니다.

 

virtual void unlink_targets() = 0;

[ 코드4. ISource::unlink_targets() ]

 unlink_targets() 는 연결된 모든 target 들의 연결을 해제합니다.

 

virtual message<_Type> * accept(runtime_object_identity _MsgId, ITarget<_Type> * _PTarget) = 0;

[ 코드5. ISource::accept() ]

 accept() 는 target 에서 호출되지만, source 가 제공합니다. source 의 message 를 수락하고, 소유권이 이전됩니다.

 매개변수인 runtime_object_identity 는 message 객체의 msg_id() 로 얻을 수 있습니다. 실제로 runtime_object_identity 는 __int32 를 typedef 한 것이고, Concurrency Runtime 에서 객체를 생성할 때 지정되는 고유의 번호입니다.

 다른 매개변수인 _PTarget 은 message 를 수락하는 target 입니다.

 수락된 message 가 반환됩니다.

 

virtual bool reserve(runtime_object_identity _MsgId, ITarget<_Type> * _PTarget) = 0;

[ 코드6. ISource::reserve() ]

 reserve() 는 message 를 예약합니다. 예약을 성공한 message 는 message 를 얻기 위한 comsume() 이나 예약을 해제 위한 release() 를 호출해야 합니다.

 매개변수는 위의 accept() 와 같습니다.

 예약에 성공한 경우 true 를, 실패한 경우 false 를 반환합니다. 실패할 수 있는 이유는 다양합니다. 이미 예약되었거나, 구현한 message block 의 특징에 따라 예약에 실패할 수 있습니다.

 

virtual message<_Type> * consume(runtime_object_identity _MsgId, ITarget<_Type> * _PTarget) = 0;

[ 코드7. ISource::consume() ]

 consume() 은 위의 accept() 와 비슷합니다.

 다른 점이 있다면 reserve() 를 호출해 true 를 반환했을 때에만 consume() 을 호출해야 합니다. 보통 reserve() 를 호출하지 않았거나 _Ptarget 이 예약된 target 과 다를 경우 bad_target 예외가 발생합니다.

 매개변수는 위의 accept() 와 같습니다.

 

virtual void release(runtime_object_identity _MsgId, ITarget<_Type> * _PTarget) = 0;

[ 코드8. ISource::release() ]

 release() 는 예약된 것을 해제합니다.

 매개변수는 accept() 와 같습니다.

 

virtual void acquire_ref(ITarget<_Type> * _PTarget) = 0;

[ 코드9. ISource::acquire_ref() ]

 acquire_ref() 는 참조 개수를 증가시킵니다. 현재 link_target() 으로 연결된 target 에서 호출됩니다.

 매개변수인 _PTarget 은 link_target() 으로 연결된 target 입니다.

 

virtual void release_ref(ITarget<_Type> * _PTarget) = 0;

[ 코드10. ISource::release_ref() ]

 release_ref() 는 참조 개수를 감소시킵니다. 현재 link_target() 으로 연결된 target 에서 호출됩니다.

매개변수인 _PTarget 은 link_target() 으로 연결된 target 입니다.

 

ITarget 인터페이스

 Target 또한 source 와 마찬가지로 AAL 의 하나의 개념이지만, 이것을 추상화 하였습니다. 이것이 ITarget 인터페이스 입니다.

 Target 으로 사용할 message block 을 구현하신다면 ITarget 인터페이스를 상속해야 합니다.

- ITarget 인터페이스의 선언

template<   class _Type>class ITarget;

[ 코드11. ITarget 인터페이스의 선언 ]

 템플릿 매개변수인 _Type 은 message 로 사용될 데이터 형입니다. _Type 은 public typedef 인 type 으로 사용할 수 있습니다.

 Target 은 필터를 지정할 수 있습니다. 그래서 필터 함수의 시그니처( signature )인 bool ( _Type const & ) 를 typedef std::tr1::function<bool(_Type const&)> filter_method 로 정의되어 있습니다.

- ITarget 인터페이스의 메서드

virtual message_status propagate(message<_Type> * _PMessage, ISource<_Type> * _PSource) = 0;

[ 코드12. ITarget::propagate() ]

 propagate() 는 지정된 source 로부터 해당 message 를 비 동기 방식으로 가져옵니다.

 매개변수인 _PMessage 는 가져올 message 이고, _PSource 는 보내는 message block 입니다. _PMessage 나 _PSource 가 NULL 일 경우, invalid_argument 예외를 발생할 수 있습니다.

 Message 의 전달이 성공 또는 실패 등의 message 상태를 반환합니다.

 

virtual message_status send(message<_Type> * _PMessage, ISource<_Type> * _PSource) = 0;

[ 코드13. ITarget::send() ]

 send() 는 지정된 source 로부터 해당 message 를 동기 방식으로 가져옵니다.

 매개변수는 propagate() 와 같고, 예외 또한 같습니다.

 Message의 생성 이외에 네트워크와 함께 사용할 경우, 데드락( dead lock ) 을 초래할 수 있습니다.

 

virtual void link_source(ISource<_Source_type> * _PSource)

[ 코드14. ITarget::link_source() ]

 link_source() 는 source 의 link_target() 에 대응되는 함수로 지정된 source 를 연결합니다.

 하지만, 이 함수는 target 에서 호출하면 안되고, source 에서 link_target() 와 함께 호출하여 서로 연결되어야 합니다.

 

virtual void unlink_source(ISource<_Source_type> * _PSource)

[ 코드15. ITarget::unlink_target() ]

 unlink_source() 는 unlink_target() 에 대응되는 함수로 지정된 source 와의 연결을 해제합니다.

 하지만, link_source() 와 마찬가지로 target 에서 호출하면 안되고, source 에서 unlink_target()나 unlink_targets() 와 함께 호출하여 서로 연결을 해제해야 합니다.

 

virtual void unlink_sources()

[ 코드16. ITarget::unlink_sources() ]

 unlink_sources() 는 unlink_targets() 에 대응되는 함수로 지정된 source 들과의 연결을 모두 해제합니다.

 

마치는 글

 이번 글에서는 message block 구현 시, 상속해야 할 인터페이스인 ISource 와 ITarget 에 대해서 알아보았습니다.

 실제로 ISource 와 ITarget 의 메서드들을 직접 호출하는 경우는 거의 없으며, message block 내부에서 사용됩니다.

 Message 를 전달하기 위해서는 위 인터페이스들의 메서드들보다 message 전달 함수들을 많이 사용합니다.

 이번에 소개한 인터페이스들의 구현 클래스들에 대해 아직 소개하지 않았고, 이 인터페이스들의 메서드들이 내부적으로 사용되지만 사용자가 직접 호출할 경우가 드물기 때문에 예제를 작성하지 않았습니다.

 다음 글에서 위 인터페이스들을 구현한 구현 클래스들에 대해서 살펴보고 예제를 보도록 하겠습니다.