Visual Studio 2010 공식 팀 블로그 @vsts2010

앞서 두 번을 걸쳐서 C++/CLI에 대해서 잘 모르는 분과 싫어하는 분을 위해서 제 생각이나 MSDN에 있는 글을 정리해서 포스팅 했습니다.

이제 본격적으로 C++/CLI에 대해서 설명해 나가겠습니다(이 글을 보는 분들은 C++을 알고 있다고 가정을 하겠습니다).

1. ‘C++/CLI가 뭐야?’

라고 질문을 하면 가장 초 간단한 답은 ‘.NET에서 C++를 사용하기 위한 언어’ 라고 말할 수 있습니다. 그런데 이 답은 너무 간단하고 없어 보이죠? ^^;

그래서 좀 유식하게 보일 수 있도록 고급스럽게 답해 보겠습니다(또는 복잡하게).

C++/CLI에서 CLI는 ‘Common Language Infrastructure’의 약자입니다.

C++/CLI는 CLI 환경에서 돌아가는 프로그램을 만들기 위한 언어입니다. C++/CLI는 마이크로소프트(이하 MS)가 만들었지만 공업 표준화 단체인 ECMA에 의해서 표준 언어로 제정 되어 있습니다.

 C++/CLI가 MS가 만들었기 때문에 현재까지는 실행 환경이 Windows의 .NET 플랫폼이지만 언어 사양 상으로는 Windows나 .NET 플랫폼에만 사용할 수 있는 것이 아닙니다. 이론적으로는 Windows 이외의 Unix나 Linux, Mac에서도 실행할 수 있습니다(누구라도 Windows 이외서도 사용할 수 있도록 언어 사양을 따라서 구현만 하면 됩니다).

C++/CLI는 C++로 만든 프로그램을 거의 그대로 컴파일 할 수 있습니다.

C++의 표준 기능에 CLI를 위한 추가 기능이 더해져 있습니다.

2. 가장 많은 프로그래밍 언어로 만드는 프로그램 만들기

가장 많은 프로그래밍언어로 만드는 프로그램은 무엇일까요? 제가 생각하기에는 그 유명한 ‘Hello World’라고 생각합니다. 제가 공부한 대부분의 프로그래밍 언어 책에는 첫 번째 예제 프로그램이 Hello World였습니다.

그래서 C++/CLI도 관례(?)에 맞추어서 ‘Hello World’ 프로그램을 만들어 보겠습니다.

(VS의 마법사 기능에 의해서 코딩을 하나도 하지 않고 프로그램이 만들어집니다.)

< 그림 1. CLR 콘솔 어플리케이션을 선택합니다 >

< 리스트 1. ‘Hello World’ >

<리스트 1>의 코드는 <그림 1>에서 ‘OK’ 버튼을 누른 후 자동으로 생성되는 코드입니다. 이것을 빌드 후 실행을 하며 아래와 같은 결과가 나옵니다.

그런데 문제는 실행과 동시에 종료되어서 결과를 볼 틈이 없습니다.

예전에 C++에서는 이런 경우 코드의 아래에 ‘getchar()’를 사용하여 결과를 보고 종료시켰습니다.

그런데 다들 아시겠지만 ‘getchar()’라는 함수는 .NET 라이브러리에 있는 함수가 아닌 네이티브의 함수입니다. C#이라면 바로 사용하지 못하겠지만 C++/CLI는 이런 네이티브의 함수를 바로 사용할 수 있습니다.

<리스트 2. getchar() 사용 >

<리스트 2>는 .NET 라이브러리와 네이티브가 자연스럽게 공존하고 있습니다.

이런 것이 C++/CLI이기 때문에 가능한 것입니다.

C++/CLI로 만들어진  'Hello World' 소스 코드를 보면 C++ 프로그래머라면 몇개 처음보는 것이 있지만 이름만 봐도 대충 어떤 의미를 가지고 있는지 쉽게 파악할 수 있어서 소소 코드가 전혀 어렵지 않을 것입니다.

C++/CLI는 기존의 C++에서 CLI가 더해진 것으로 간단하게 말하면 이 더해진 'CLI'만 공부하면 C++/CLI는 마스터합니다.

앞으로 더해진 'CLI' 부분에 대해서 설명해 나가겠습니다.

다음에는 C++의 트레이드마크인 ‘클래스’와 C에서부터 친숙한 struct가 C++/CLI에서는 어떤 의미를 갖고 어떻게 사용되는지 알아 보겠습니다.

C++/CLI에 대한 기술 아티클이 별로 없는 편입니다. 좀 오래 되었지만 MSDN 매거진 2005년 1월에 연재된 'Visual C++ 의 프로그래밍 모델과 컴파일러 최적화를 사용한 어플리케이션의 강화'( http://msdn.microsoft.com/ko-kr/magazine/cc163855%28en-us%29.aspx )라는 글을 통해서 간단하게 정리해 보겠습니다.

이 글을 통해서 C++/CLI의 특징이나 .NET 언어 중에서 어떤 특징을 가지고 있는지 알 수 있습니다.

유연한 프로그래밍 모델

C++는 C#에 비해 언어적 표현력이나 라이브러리가 부족하다는 단점이 있지만 C#에 비해서 프로그래머가 가질 수 있는 자유도가 무척 높습니다(때로는 이것 때문에 많은 문제를 일으키지만).

C#으로 프로그래밍을 할 때는 무조건 객체 지향 프로그래밍 모델만 사용해야 합니다. 그러나 C++는 절차형 프로그래밍, 객체 지향 프로그래밍, 제너릭 프로그래밍, 메타 프로그래밍 등 프로그래머가 원하는 모델을 선택하여 프로그래밍 할 수 있습니다.

.NET에서 C++/CLI를 사용하면 이런 C++의 장점을 바로 얻을 수 있습니다.

어떤 .NET 언어보다도 뛰어난 성능

보통 .NET에서 프로그래밍 할 때 어떤 언어를 사용하나 동일한 성능을 낸다고 생각하지만(즉 언어는 달라도 컴파일 결과로 나오는 MSIL은 동일하다고) 이것은 잘 못된 생각입니다.

C++ 컴파일러 팀은 수년에 걸쳐 네이티브 코드의 최적화로부터 얻었던 지식을 C++/CLI의 최적화에 적용할 수 있도록 많은 노력을 했습니다. 그 결과 다른 .NET 언어보다 최적화된 MSIL를 만들어냅니다.

VC++은 어느 컴파일러보다 최상의 최적화를 제공하고 이것은 네이티브 뿐만이 아닌 매니지드 코드에 대해서도 같습니다. VC++ 컴파일러는 네이티브 코드의 모든 최적화 방법을 MSIL에도 적용하여 다른 .NET 언어보다 더 뛰어난 최적화를 할 수 있습니다.

.NET에서 가장 최적화된 .NET 코드를 만들어 내는 것은 C++/CLI 입니다.

네이티브 코드와 상호 운용 가능

사실 C++/CLI가 .NET에서 가장 큰 의미를 갖는 것이 바로 이 부분이라고 생각합니다.

.NET의 다른 언어에서 네이티브 코드를 사용하려면 네이티브 코드를 DLL로 만들어서 P/Invoke로 호출해야 합니다. 그러나 C++/CLI는 네이티브 코드와 매니지드 코드를 혼합하여 사용할 수 있습니다. 네이티브 함수로부터 매니지드 함수를 호출하는 경우 특별한 구문을 기술할 필요가 없습니다.

네이티브에서 매니지드 호출 또는 매니지드에서 네이티브를 호출하는 경우 서로간의 경계를 넘어가야 하므로 비용이 발생하는데 이런 호출을 최대한 줄여야 성능에 좋습니다. C#의 경우에는 서로간의 호출을 줄여야 하는 경우 인터페이스 변경 등이 필요하나 C++/CLI는 /clr 스위치를 사용하는 것으로 쉽게 변경할 수 있습니다. 이러한 결과로 네이티브와 매니지드 간의 호출에 발생하는 비용을 최소화 할 수 잇습니다.

매니지드 코드와 네이티브 코드의 상호 운용에서 가장 비싼 비용은 마샬링입니다. C#의 경우 P/Invoke를 호출할 때 CLR에 의해서 암묵적으로 마샬링이 실행됩니다. 그러나 C++/CLI는 프로그래머가 필요에 따라서 명시적으로 마샬링을 할 수 있어서 한번 마샬링한 데이터를 복수로 사용할 수 있어서 마샬링에 의한 비용을 줄일 수 있습니다.

.NET 프로그램의 처음 실행 시의 딜레이

.NET으로 만든 프로그램과 네이티브로 만든 프로그램의 차이 중의 하나가 .NET으로 만든 프로그램은 처음 실행 시에 CLR을 읽기 위해 딜레이가 발생하는 것입니다. 그러나 C++/CLI는 이런 문제를 회피할 수 있습니다.

VC++에는 DLL 딜레이 로딩 이라는 기능이 있습니다. 링커 옵션에서 /DELAYLOAD:dll에 딜레이 로딩을 할 .NET 어셈블리를 지정하면 네이티브 프로그램과 동일한 정도의 속도록 실행 시킬 수 있습니다.

좀 더 C++/CLI가 다른 .NET 언어보다 좋은 점이 있지만 이것으로 줄이겠습니다.

C++/CLI를 아시는 분들은 언어적 위치의 애매함에 의해서 좋지 않은 인상을 가진 분들이 많으리라 생각하는데 제가 소개한 장점을 통해서 조금이나마 좋은 인상을 얻으셨는지 모르겠네요^^.

C++/CLI가 다른 .NET 언어보다 어떤 특징을 가지고 있는지 좀 더 자세하게 알고 싶다면 위에 소개한 MSDN 매거진의 원문(영어)을 보시던가 또는 제가 발 번역한 글을 보시기 바랍니다.

Visual C++ 의 프로그래밍 모델과 컴파일러 최적화를 사용한 어플리케이션의 강화

http://jacking75.cafe24.com/MSDN_MagaZine/C++Rule_200501.htm

그리고 아래의 글도 참고하시기 바랍니다.

C++/CLI: .NET 프레임워크 프로그래밍을 위한 가장 강력한 언어

http://anyflow.net/entry/CCLI-NET-%ED%94%84%EB%A0%88%EC%9E%84%EC%9B%8C%ED%81%AC-%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%B0%8D%EC%9D%84-%EC%9C%84%ED%95%9C-%EA%B0%80%EC%9E%A5-%EA%B0%95%EB%A0%A5%ED%95%9C-%EC%96%B8%EC%96%B412

http://anyflow.net/entry/CCLI-NET-%ED%94%84%EB%A0%88%EC%9E%84%EC%9B%8C%ED%81%AC-%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%B0%8D%EC%9D%84-%EC%9C%84%ED%95%9C-%EA%B0%80%EC%9E%A5-%EA%B0%95%EB%A0%A5%ED%95%9C-%EC%96%B8%EC%96%B422

C++/CLI 의 설계 원리와 발전 과정

http://msdn.microsoft.com/ko-kr/magazine/cc163484.aspx

안녕하세요. 저는 작년에 스터디에 합류하면서 C++0x나 VC++ 10의 Concurrency Runtime에 대해서 글을 적고 강연을 했었습니다. 아직 C++0x나 Concurrency Runtime에 대한 모든 것을 다 다루지 못했지만 이번에 새로운 멤버들이 합류하여 이 분들이 제가 이전에 맡았던 부분을 맡아서 할 예정이므로 저는 새로운 것을 하려고 합니다.

제가 하려는 것은 C++/CLI에 대한 것입니다.

사실 원래 작년부터 저는 C++/CLI을 공부하면서 정리해 보려고 했는데 작년 4월에 스터디에 합류하면서 계속 미루어졌습니다.

보통 .NET에서 프로그래밍을 한다고 하면 C#으로 프로그래밍 한다고 생각합니다. 그리고 네이티브 프로그래밍을 한다고 하면 C++입니다. 그럼 C++/CLI는 무엇일까요?

이름으로 유추 해 볼까요? ‘C++/CLI의 첫 단어는 ‘C++’입니다. ‘C++’ 이라고 하니 딱 네이티브 냄새가 나는군요. 두 번째 단어는 ‘CLI’입니다. C#으로 프로그래밍 하시는 분들은 ‘CLI’가 무엇을 뜻하는지 아시죠? ‘CLI’는 .NET의 냄새를 풀풀 풍깁니다. ‘C++/CLI’라는 단어는 네이티브와 .NET의 냄새가 동시에 나지 않나요? 만약 그렇다고 생각하신 분들은 냄새를 잘 맡은 것입니다.^^

‘C++/CLI’가 네이티브와 .NET의 냄새를 동시에 풍기듯이 프로그래밍 측면에서도 ‘C++/CLI’는 네이티브와 .NET의 중간 지점에 있는 언어라고 할 수 있습니다.

폭 넓은 또는 이도 저도 아닌 어중간한

어떤 영역에서 중간 정도의 위치에 있으면 좋은 말로는 한쪽에 쏠리지 않으면서 양쪽 모든 것을 다 할 수 있다고 들을 수 있지만, 나쁜 말로는 이도 저도 아니라는 말도 들을 수 있습니다.

C++/CLI도 그런 것 같습니다.

먼저 C++/CLI의 나쁜 점은 .NET 프로그래머와 네이티브 프로그래머 양쪽 모두가 썩 마음에 들어하지 않는 언어라는 것입니다. .NET 프로그래머가 보기에는 이미 C#이라는 좋은 언어가 있어서 다른 언어는 눈에 잘 들어오지도 않고, 네이티브에는 관심이 없는 분들도 많습니다.

네이티브 프로그래머에게는 C++라는 걸출한 언어가 있고 일의 특성상 .NET으로는 하기 힘들어서 .NET 프로그래머가 사랑하는 C#도 들어올 공간이 없을 정도입니다. 그런데 C++/CLI를 보니 ‘C++’이라는 단어에 반가움을 가지고 봤더니 C++와 비슷한 것 같으면서 문법이 미묘하게 다른 것이 꽤 마음에 들지 않습니다(C++ 프로그래머가 보기에는 해괴하게 생겼습니다).

C#, C++ 어느 하나도 제대로 마스터하기 힘든데 C++/CLI를 제대로 사용하기 위해서는 .NET 프로그래머는 C++을 알아야 하고, C++ 프로그래머는 .NET을 알아야 합니다. 이 바쁜 세상에 하나도 제대로 마스터하기 힘든데 두 개나 알아야 합니다. -__-

혹시 여기까지 읽고 “C++/CLI 나쁜 언어군. 이런 잉여 언어”라고 생각하고 창을 닫으려고 하는 건 아니겠죠? 조금만 더 기다려 보세요. 이제 좋은 말을 좀 할 테니 이것도 보세요^^

그럼 이제 좋은 점을 말해 보겠습니다.

.NET과 C++(네이티브) 둘 다 각각의 장점을 많이 가지고 있지만 완벽하지는 않습니다.

.NET 프로그래머 입장에서는 아직 세상에는 C++나 C로 만들어진 라이브러리가 많고, .NET은 C++에 비해서 아직은 성능이 낮기 때문에 .NET만으로는 부족한 경우가 있습니다. 또 C++ 프로그래머 입장에서는 요즘 같이 생산성을 추구하는 환경에서 .NET에 비해 낮은 생산성 때문에.NET 환경이 부럽습니다. C++/CLI는 이런.NET 프로그래머와 C++(네이티브) 프로그래머의 아쉬운 부분을 해결해 줄 수 있습니다.

물론 C++/CLI를 사용하지 않아도 .NET에서 네이티브 라이브러리를 사용하고, C++ 프로그래머는 .NET으로 만들어진 라이브러리를 사용할 수 있지만 규모가 작지 않은 경우라면 C++/CLI를 사용하는 것보다 까다롭습니다.

제가 일하고 있는 게임 업계에서는 주력 언어는 C++이고, 예전이나 지금 만들고 있는 대 부분의 라이브러리는 C++을 사용하여 만들고 있습니다. 그러나 게임 개발을 위한 회사에서 사용할 인하우스 툴을 만들 때는 C++만큼의 고 성능을 필요로 하지 않으면서 C++로 만든 라이브러리를 사용하고, 빠르게 개발하고 유지보수가 간편하기를 원하므로 .NET과 네이티브가 결합되기를 바랍니다. 바로 이럴 때가 ‘C++/CLI’가 적격입니다.

C++/CLI의 가장 큰 단점은 C# 프로그래머가 보기에도 이상하고, C++ 프로그래머가 보기에도 생김새가 이상해서 흥미를 일으키지 못한다는 점과, C++/CLI를 올바르게 알기 위해서는 .NET과 C++을 모두 알아야 된다는 점이라고 생각합니다.

그러나 이 단점이라는 부분이 .NET과 C++ 양쪽 모두를 아는 프로그래머에게는 어느 한쪽만을 아는 프로그래머에 비해 양쪽의 장점을 적절하게 다 가져갈 수 있습니다.

.NET이나 C++ 한쪽만을 아는 사람에게는 C++/CLI는 미운 오리새끼이지만 양쪽 모두 아는 사람에게는 백조가 될 수 있습니다.

이 블로그를 통해서 아직까지는 미운 오리새끼로 취급 받고 있는 C++/CLI를 백조가 될 수 있도록 해보겠습니다.

적다 보니 생각보다 글이 길어졌네요. 첫 글을 너무 쓸데 없이 주절댄 것은 아닌가 모르겠습니다.^^;

다음부터는 .NET에서의 C++/CLI의 의미에 대해서 정리하고, C++/CLI에 대한 설명, C++/CLI를 사용한 .NET과 네이티브의 결합, C++/CLI로 .NET Framework 4 사용 이라는 순서로 글을 올려보겠습니다.

ps : C++/CLI는 .NET이 처음 나올 때는 ‘Managed C++’이라는 이름으로 불렸습니다. 그러다가 VS 2005가 나오면서 C++/CLI로 이름이 바뀌었습니다. 또한 문법적인 면에서도 차이가 있습니다.

영문판 VS 2010(Visual C++ 10)은 나왔고, 한글판은 6월1일에 나온다고 합니다.

Visual C++ 10을 도입하려고 하시는 분들은 전체적으로 어떤 변화가 있는지 알고 싶을 것이고, 특히 구매를 위해 회사 윗 분들에게 보고를 해야 되는 분들은 관련된 문서를 만들어야 하는 분들도 있으리라 생각합니다.

VC++ 10 도입이나 내부 스터디에 사용하도록 간단하게 VC++ 10의 달라진 점을 정리하여 문서를 만들어 보았습니다.

이 문서는 러프하게 만들어진 문서이니 참고로 사용하여 더 좋은 문서를 만드시기를 바랍니다. 특히 윗 분들에게 보고 하기 위해서 PT문서를 만들 때는 이 문서에 왜 필요한지에 대해서 좀 더 강력한 메시지를 넣기를 바랍니다.^^

C++0x 관련 책 "Visual C++ 10과 C++0x"가 오늘 한국 MSDN 사이트에 올라왔습니다.

e-book으로 보기를 원하는 분이나 책을 얻지 못한 분들은 다운로드 해서 보세요

MSDN : http://msdn.microsoft.com/ko-kr/default.aspx

Visual Studio의 시작 페이지에도 다운로드 링크가 표시됩니다.

그리고 책에 오타가 있습니다.

48페이지 decltype 설명에서 오타가 있습니다.

팀블로그에 예전에 RValue Reference와 lambda 관련 글을 올린 적이 있는데 책을 만들 때 제가 올린 글을 다시 보니 설명에 미흡한 부분이 많아서 RValue Reference와 lambda는 새로 적었습니다. 그러니 RValue Reference와 lambda를 공부할 때는 꼭 블로그에 올라와 있는 글보다 이 책의 글을 보시기 바랍니다.

안부 게시판에 Gerndal님이 아래의 코드를 실행하면 메모리 leak이 난다고 알려 주셨습니다.

코드를 보면 메모리 leak이 날 조건이 하나도 없습니다. 그런데 왜 메모리 leak이 날까요?

영문판 MSDN 커뮤니티에 가보면 같은 문제로 질문하고 있는 것을 찾을 수 있습니다.

메모리 leak이 감지되는 것은 정말 메모리 leak이 발생한 것은 아닙니다. 문제는 ConcRT의 스케줄러가 해제되기 전에 프로그램이 먼저 종료되기 때문에 발생하는 것입니다.

위 코드를 보면 스케줄러와 관련된 코드는 하나도 보이지 않지만 암묵적으로 사용하고 있습니다.

이 문제를 해결하기 위해서는 스케줄러를 시작 부분에서 명시적으로 정의하고 프로그램이 종료하기 전에 스케줄러를 명시적으로 해제하는 것으로 해결할 수 있습니다( 혹은 정말 메모리 leak이 아니니 그냥 무시해도 됩니다 ).

메모리 leak 경고를 발생시키지 않기 위해서는 아래와 같이 하면 됩니다.

암묵적으로 스케줄러를 정의했다면 프로그램이 종료될 때 깔끔하게 해제되어야 하는데 이 부분이 매끄럽지 못한 것이 아쉽습니다. 현재 관련 개발자는 이번 버전에서는 깔끔하게 처리하는 부분을 미처 넣지 못했지만 꼭 다음 버전(VC++ 11)에서는 꼭 해결하겠다고 이야기 합니다.

ps : 이것은 4월15일 세션에서 제가 언급하였습니다만 블로그에는 포스팅을 늦게 하게 되었습니다.

4월 15일에 열린 “C++ 개발자/게임개발자를 위한 VS2010 세미나”에서 제가 이때까지 VSTS 2010 팀블로그에 올린 C++0x와 관련된 글을 작은 책으로 만든 것이 마지막에 참석하신 분들에게 배포 되었습니다.

원래는 pdf 파일로만 공개될 줄 알았는데 작은 분량이지만 이렇게 책으로 나왔습니다. 생각 이상으로 책 편집도 잘 되었더군요. 책 내용은 팀블로그에 올린 글을 좀 더 다듬었습니다만 RValue Reference와 lambda는 제가 올린 글이 좋지 못해서 새롭게 적었습니다.

제가 글을 아직은 잘 적는 편은 아니라서 글이 매끄럽지 못할 수도 있습니다만 좋게 봐 주시기를 바랍니다.^^;

이 책에 나온 것만 아시면 VC++ 10에 추가된 C++0x의 기능을 사용하기에는 전혀 문제가 없다고 생각합니다. 꼭 도움이 되었으면 합니다.

이번 세미나를 위해 한국에 오신 VC++ 제품의 PM인 Ulzii씨의 싸인도 받았습니다.^^

Visual C++ 팀 블로그에 “C++0x Core Language Features In VC10: The Table”라는 이름으로 C++0x의 기능 중 코어 언어와 관련된 것 중에서 VC++ 10에 구현된 것들을 테이블 표로 정리되어 있습니다.

GCC의 C++0x 구현 항목 테이블 표 형식을 차용했다고 하네요.

위의 테이블 표에서는 C++0x가 처음 구현된 VC++9와 VC++ 10을 비교하고 있습니다.

그리고 글의 마지막에 작년에 Boost Con(Boost 라이브러리 관련 행사)에서 발표한 자료가 첨부 파일로 있습니다. 이 문서를 보면 VC++ 10에서 구현한 C++0x의 코어 언어 기능들을 설명하고 있습니다.

문서를 보니 큰 기능들은 제가 작년부터 공부하면서 저희 팀 블로그나 여러 장소에서 설명 하였지만 일부 기능은 저도 미쳐 파악 하지 못한 것들도 있더군요. 앞으로 이런 빠진 부분에 대해서 팀 블로그를 통해서 설명해 드리겠습니다.^^

VC++ 10은 C++0x나 병렬 프로그래밍 라이브러리 이외에도 툴적인 측면에서도 여러 좋은 기능들이 추가 되었습니다. 알고 있으면 작업할 때 편리한데 시간이 부족하여 제가 아직 자세하게 찾아보지 못해서 소개하지 못한 것이 많이 아쉽습니다. 그래서 짥은 것이라도 틈틈이 시간나면 소개하려고 합니다.

VC++ 10에서는 디버깅 모드에서도 역어셈블리 코드를 볼 수 있습니다.

메뉴에서 “Debug” -> “Windows” -> “Disassembly”를 선택합니다.

아래와 같이 역어셈블리 코드 창이 나타납니다.

그러나 위 화면을 보면 코드 바이트는 표시되지 않고 있습니다.

코드 바이트를 보고 싶다면 위 화면 왼쪽 상단의 “Viewing Option”을 클릭합니다.

위와 같이 옵션을 선택할 수 있습니다. 이 중 “Show code bytes”를 선택합니다.

그러면 아래와 같이 코드 바이트가 표시됩니다.

참고

http://d.hatena.ne.jp/kkamegawa/20100130/p1

Intro
안녕하세요. MFC 카테고리의 꽃집총각 입니다.
지난번 [MFC] 리스타트 매니저(Restart Manager) - (2/3) : 사용하기 편에 이어서 오늘은 리스타트 매니저 시리즈의 마지막인 ‘활용하기’ 편입니다. 이번 시간에는 실제로 리스타트 매니저의 동작을 확인해 볼 수 있는 샘플을 만드는 과정을 정리하고, 실제 동작에 관련된 이슈들을 몇 가지 정리해 보겠습니다. 


예제 프로그램작성 – 1. MFC Application Wizard 설정 하기.
자, 우선은 VIsual Studio 2010을 열어서 Ctrl + Shift + N 을 힘차게 누질러서 새 프로젝트 생성 창을 띄우고, MFC Application을 선택해 MFC 어플리케이션 위자드(Application Wizard;응용 프로그램 마법사)를 띄웁니다.

(그림 1) MFC Application을 선택해 새 프로젝트를 생성합니다.

어플리케이션 위자드가 뜨면 왼쪽 메뉴에서 Application Type을 선택하고, 기본 비주얼 스튜디오(Visual Studio) 형식으로 되어 있는 프로젝트 스타일 항목을 오피스(Office) 형식으로 변경해 줍니다. 비주얼 스튜디오 스타일의 여러 가지 도킹 pane들은 이번 예제에는 크게 쓸모가 없으니까, 괜히 걸리적 거리기만 하거든요 ^^;

(그림 2) MFC Application Wizard > Application Type 항목 설정.

Document Template Properties 항목을 선택하고, 파일 확장자(File extension) 란에 임의의 확장자를 입력해줍니다. 파일 확장자를 명시하게 되면 별도의 코딩을 추가하지 않아도 생성된 프로젝트에 자동 생성되는 소스코드 부분에 Document의 저장/로딩 처리가 추가됩니다. 파일 확장자를 입력하면 오른쪽에 있는 필터 이름(Filter name)칸도 자동으로 채워집니다. 저는 custom-document-format의 뜻으로 cdf라고 적어봤어요.

( 그림 3) MFC Application Wizard > Document Template Properties 항목 설정.

그리고 가장 중요한 부분! Advanced Features 항목에 가서 리스타트 매니저 지원 사항들을 확인합니다. 리스타트 매니저와 관련된 세 개의 체크사항들이 기본적으로 체크되어 있기 때문에 수정을 할 필요는 없지만 그래도 올바로 체크되어 있는지 확인해야 겠지요. 

(그림 4) MFC Application Wizard > Advanced Features 항목 설정.

자, 이제 마지막으로, Generate Class 페이지로 가서 뷰 클래스의 부모 클래스를 CView –> CEditView로 변경해 줍니다. CEditView를 상속받은 클래스는 기본적으로 뷰 영역이 메모장 프로그램처럼 캐럿이 깜박이는 에디트 컨트롤 형식으로 되어있어서, 별다른 처리 없이도 문서의 저장을 확인할 수 있는 문자열 형식의 데이터를 입력할 수 있게 됩니다.

(그림 5) MFC Application Wizard > Generated Class 항목 설정.

이제 어플리케이션 마법사의 모든 설정이 끝났습니다. Finish를 눌러 프로젝트를 생성합니다.

예제 프로그램작성 – 2. 크래시 발생 버튼 추가하기.
리스타트 매니저가 올바르게 동작하는지 알아보기 위해서는 프로그램이 비정상 종료 되어야 합니다. 샘플 프로그램의 리본 UI에 간단하게 패널 하나와 버튼 하나를 추가하고, 핸들링 함수를 추가해서 아래와 같이 잘못된 포인터 연산을 하는 코드를 넣어줍니다. 어플리케이션 위자드에서 오피스 형식의 Application Type을 선택하셨다면 아마 기본적으로 리본 UI가 붙어있을겁니다. 그렇지 않다면 툴바든, 마우스 입력이든 상관 없이 아무 이벤트나 받아서 고의적으로 예외를 발생시키는 코드를 넣어주면 됩니다.

  
(그림 6) 리본에 누르면 터지는 버튼을 넣어줍니다.

 예제 프로그램 작성 – 3. 문서 자동 저장 간격 조절하기.
지난번에 리스타트 매니저 사용 팁을 정리하면서, 문서 데이터 자동 저장 기능의 기본 저장 간격 시간은 5분이라고 말씀 드린 적이 있습니다. 우리는 매우 바쁜 사람이니까, 이 시간을 당겨보죠. 이왕이면 프로그램을 띄우고 나서 바로 확인할 수 있도록 아주 짧게 잡아보겠습니다. 한 10초 정도면 나쁘지 않겠죠?

(그림 7) CWinApp 파생클래스의 생성자에서 m_nAutosaveInterval의 값을 10000 미리세크(=10초)로 설정해줍니다.

시간 설정에 대한 내용은 지난회 포스팅이었던 [MFC] 리스타트 매니저(Restart Manager) - (2/3) : 사용하기 편을 참고하시면 됩니다.

예제 프로그램 실행!
이제 빌드를 하고 프로그램을 실행시켜서 에디트 뷰에 블라블라 테스트용 잡담을 늘어놓은 후, 10초가 지나 임시 문서가 만들어졌을 만한 충분한 시간을 제공한 뒤에 ‘누르면 폭발!’ 버튼을 야심차게 눌러주면 프로그램이 크래시가 나고 리스타트 매니저가 동작하면서 프로그램을 다시 띄워 주겠지요? 하지만 실제로 실행해보시면 아마 리스타트 매니저는 커녕 그냥 프로그램만 죽어버리고, 프로그램을 닫든지 디버깅을 하든지 니 맘대로 하라는 쓸쓸한 대화상자만 출력되고 말 겁니다.

(그림 8) 크래시가 났지만, 재시작도 문서 복구도 아무 것도 일어나지 않았습니다.
우리는 대 사기극에 휘말린 걸까요?

(그림 9) ‘그래, 내컴은 닷넷 디버거가 깔려 있어서 그럴 거야! 일반 사용자들은 이렇지 않겠지!’
라는 일말의 희망도 부질없습니다. 닷넷 미설치 PC에서는 위와 같은 창이 출력됩니다.

이 시점에서 몇 가지 더 알아두어야 할 것이 있습니다. 우리의 샘플 프로그램에서 리스타트 매니저가 동작하지 않는 이유와 함께, 실제로 리스타트 매니저를 사용하려고 할 때 알아두면 좋은 몇가지 정보들을 함께 정리해 보도록 하겠습니다.

(중요*) 리스타트 매니저 사용시 고려사항.

1. 우리가 살펴보고 있는 MFC 10.0의 리스타트 매니저 기능이 실은 첫 번째 포스팅에서 설명 드렸던 것처럼 윈도우 비스타 시스템에서 선보인, OS 차원에서 제공되는 기능입니다. MFC 10.0에서는 이 기능을 좀 더 쉽게 사용할 수 있게끔 추가처리를 지원하는 것입니다. 예를 들자면 win32 GDI의 DC(Device Context)와 MFC의 CDC 클래스 관계 정도가 되겠네요. MFC의 리스타트 매니저도 내부 구현으로 들어가면 비스타 이후 OS에서 지원하는 윈도우 API인 RegisterApplicationRestart, RegisterApplicationRecoveryCallback 등의 함수를 사용해 재시작 및 문서 복구 기능을 제공하고 있습니다. MFC를 사용하지 않은 일반 Win32 윈도우 프로그램이나, 콘솔 프로그램에서 까지도 재시작 및 복구 기능을 사용할 수 있습니다. 하지만 MFC를 이용하면 보다 쉽게 사용할 수 있게 되는 것이지요.
2. 프로그램 재시작 기능의 핵심이 되는 RegisterApplicationRestart 함수는 사용시 한가지 주의해야 할 사항이 있습니다. 만약 프로그램의 초기화 코드에 오류가 있어서 인스턴스가 실행되자마자 크래시를 내는 상황인데 리스타트 매니저가 동작한다면 어떻게 될까요? 아마 프로그램은 뻗고, 실행되고, 다시 뻗고, 다시 실행되는 무한 재실행을 반복하게 될겁니다. 이런 경우를 피하기 위해서 비스타의 응용 프로그램 재시작 기능은 초기 재시작 후 60초 동안은 크래시로 인한 비정상 종료가 있었다고 해도 동작하지 않습니다. 우리가 실행시킨 샘플 프로그램은 구동한지 60초가 지나지 않았기 때문에, 재실행 기능이 실행되지 않았던 겁니다. 보다 자세한 내용은 MSDN(http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa373347(VS.85).aspx)에서 확인하실 수 있습니다.
3. 자동 저장되는 문서 파일의 경로는 CDataRecoveryHandler::GetAutosavePath 함수로 알아낼 수 있습니다. 프로그램을 실행하고 해당 경로에 가보면 실제로 자동 저장되는 버전의 문서파일을 확인하실 수 있습니다. 우리의 샘플 프로그램은 10초마다 착실하게 문서를 잘 저장하고 있네요 :) 임시 파일 저장 경로의 변경은 CDataRecoveryHandler::SetAutosavePath 함수로 가능합니다.

 이제 예제를 통해 리스타트 매니저 동작을 직접 확인해 봅시다.
이제는 정말로 리스타트 매니저의 놀라운 동작을 우리 눈으로 직접 확인할 시간입니다. 준비는 이미 다 끝났습니다. 단지 리스타트 매니저가 실행될 수 있도록 예제 프로그램 구동 후 60초의 시간을 기다려 주기만 하면 됩니다.

(그림 10) 리스타트 매니저의 동작을 한 눈에 파악하기 위해
 모두 저장된 파일, 반만 저장된 파일, 저장 안 된 파일을 준비.

60초의 시간이 흐르는 동안 저는 위의 (그림 10)과 같이 세 개의 문서 파일을 준비했습니다. 저장한 문서창 하나, 저장한 후 추가로 내용을 추가한 문서창 하나, 그리고 저장하지 않고 내용만 적은 문서창 하나. 곧 리스타트 매니저가 이들을 각각 제대로 복구해 주는지 실제로 확인해 보겠습니다.
그리고 실제로 우리가 설정한 10초의 간격으로 문서 파일이 저장되는지 확인해 보겠습니다. 저는 윈도우 7을 사용하고 있는데, 임시 문서 기본 저장 경로가 C:\Users\(윈도우계정명)\AppData\Local 으로 잡혀있네요. 윈도우 탐색기로 해당 경로를 열어보면 실제 10초 단위로 갱신되고 있는 임시 저장 파일들이 보입니다.

(그림 11) 착실히 저장되고 있는 자동 임시 저장 파일들.

이제 미리 만들어 두었던 리본 UI의 크래시 버튼을 눌러 프로그램을 비정상 종료 시킵니다. 프로그램이 비정상 종료된 후, 자동으로 재시작 되면서 문서를 임시 저장된 버전으로 복구할 것인지를 묻는 대화상자가 출력됩니다.

(그림 12) 크래시 발생후 리스타트 매니저가 자동으로 응용 프로그램을 재시작.

(그림 13) 응용 프로그램 재시작 후, 임시 저장된 버전의 문서를 복구할 것인지 묻는 대화상자 출력

그림 13의 문서 복구 여부 확인창이 떴을 때 ‘자동 저장 문서 복구’ 항목을 선택하면, 크래시가 나기 전에 저장해 두었던 문서의 텍스트들이 그대로 모두 복구되는 것을 확인할 수 있습니다. 임시 버전으로 복구된 파일들은 파일명이 출력되는 탭 부분에 [복구됨] 이라는 표기가 붙어서 출력됩니다.

(그림 14) 리스타트 매니저의 '자동 복구 기능'으로 복구된 문서파일의 모습.

Outro
이번 포스팅 에서는 리스타트 매니저를 직접 동작시키고 확인해 볼 수 있는 예제 작성 방법과 몇 가지 주의 사항을 짚어 보았습니다. 첨부된 이미지들이 많아서 괜히 길어 보이긴 하지만, 어려운 내용은 없었으리라 생각합니다.
이것으로 3회에 걸친 리스타트 매니저 강좌를 마치고, 다음에는 MFC 10.0에서 새롭게 선보이는 CTaskDialog 클래스에 대한 강좌를 가지고 다시 찾아 뵐 예정입니다.
그럼 다음 강좌에서 뵙도록 할게요.
감사합니다 ^^*

Reference

• http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa373347(VS.85).aspx
• http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd293980(VS.100).aspx
• http://mariusbancila.ro/blog/2009/03/08/restart-manager-in-mfc/

오랜만에 팀 블로그에 C++0x 관련 글을 올립니다.

이미 알고 계시겠지만 Visual Stuido 2010 Beta2에 새로운 C++0x 기능이 추가 되었습니다.

추가된 것은 nullptr 이라는 키워드 입니다.

nullptr은 C++0x에서 추가된 키워드로 널 포인터(Null Pointer)를 나타냅니다.

null_ptr이 필요한 이유

C++03까지는 널 포인터를 나타내기 위해서는 NULL 매크로나 상수 0을 사용하였습니다.

그러나 NULL 매크로나 상수 0을 사용하여 함수에 인자로 넘기는 경우 int 타입으로 추론되어 버리는 문제가 발생 합니다.

< List 1 >

< 결과 >

첫 번째 func 호출에서는 double* 로 캐스팅을 해서 의도하는 func이 호출 되었습니다. 그러나 두 번째와 세 번째 func 호출의 경우 func( doube* p ) 함수에 널 포인터로 파라미터로 넘기려고 했는데 의도하지 않게 컴파일러는 int로 추론하여 func( int a )가 호출 되었습니다.

바로 이와 같은 문제를 해결하기 위해서 nullptr 이라는 키워드가 생겼습니다.

nullptr 구현안

C++0x에서 nullptr의 드래프트 문서를 보면 nullptr은 아래와 같은 형태로 구현 되어 있습니다.

nullptr 사용 방법

사용방법은 너무 너무 간단합니다. ^^

그냥 예전에 널 포인터로 0 이나 NULL을 사용하던 것을 그대로 대처하면 됩니다.

<List1>에서 널 포인트를 파라미터로 넘겨서 func( double* p )가 호출하게 하기 위해서는

로 호출하면 됩니다.

nullptr의 올바른 사용과 틀린 사용 예

올바른 사용

틀린 사용

nullptr 너무 간단하죠? ^^

VC++ 10에서는 예전처럼 널 포인터를 나타내기 위해서 0 이나 NULL 매크로를 사용하지 말고 꼭 nullptr을 사용하여 함수나 템플릿에서 널 포인터 추론이 올바르게 되어 C++을 더 효율적으로 사용하기 바랍니다.^^

짜투리 이야기...... ^^

왜 nullptr 이라고 이름을 지었을까?

nullptr을 만들 때 기존의 라이브러리들과 이름 충돌을 최대한 피하기 위해서 구글로 검색을 해보니 nullptr로 검색 결과가 나오는 것이 별로 없어서 nullptr로 했다고 합니다.

제안자 중 한 명인 Herb Sutter은 현재 Microsoft에서 근무하고 있는데 그래서인지 C++/CLI에서는 이미 nullptr 키워드를 지원하고 있습니다.

C++0x 이야기

근래에 Boost 라이브러리의 thread 라이브러리가 C++0x에 채택 되었다고 합니다. Boost에 있는 많은 라이브러리가 C++0x에 채택되고 있으므로 컴파일러에서 아직 지원하지 않는 C++0x의 기능을 먼저 사용해 보고 싶다면 꼭 Boost 라이브러리를 사용해 보기 바랍니다.

참고

http://d.hatena.ne.jp/faith_and_brave/20071002/1191322319

http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2431.pdf

http://ja.wikibooks.org/wiki/More_C%2B%2B_Idioms/nullptr

http://d.hatena.ne.jp/KZR/20080328/p1

concurrent_queue는 사용 용도가 concurrent_vector 보다 더 많을 것 같아서 좀 더 자세하게 설명하겠습니다.

온라인 서버 애플리케이션의 경우 ‘Producer-Consumer 모델’이나 이와 비슷한 모델로 네트웍을 통해서 받은 패킷을 처리합니다. 즉 스레드 A는 네트웍을 통해서 패킷을 받으면 Queue에 넣습니다. 그리고 스레드 B는 Queue에서 패킷을 꺼내와서 처리합니다. 이 때 Queue는 스레드 A와 B가 같이 사용하므로 공유 객체입니다. 공유 객체이므로 패킷을 넣고 뺄 때 크리티컬섹션과 같은 동기 객체로 동기화를 해야 합니다. 이런 곳에 concurrent_queue를 사용하면 아주 좋습니다.

concurrent_queue를 사용하기 위한 준비 단계

너무 당연하듯이 헤더 파일과 네임스페이스를 선언해야 합니다.

헤더파일

네임스페이스

을 선언합니다.

이제 사전 준비는 끝났습니다. concurrent_queue를 선언한 후 사용하면 됩니다.

concurrent_queue에 데이터 추가

concurrent_queue에 새로운 데이터를 넣을 때는 push 라는 멤버를 사용합니다.

원형

STL의 deque의 push_back과 같은 사용 방법과 기능도 같습니다. 다만 스레스 세이프 하다는 것이 다릅니다. concurrent_queue는 앞 회에서 이야기 했듯이 스레드 세이프한 컨테이너이므로 제약이 있습니다. 그래서 deque 와 다르게 제일 뒤로만 새로운 데이터를 넣을 수 있습니다.

concurrent_queue에서 데이터 가져오기

데이터를 가져올 때는 try_pop 멤버를 사용합니다. 앞의 push의 경우는 STL의 deque와 비슷했지만 try_pop은 꽤 다릅니다.

원형

try_pop을 호출 했을 때 concurrent_queue에 데이터가 있다면 true를 반환하고 _Dest에 데이터가 담기며 concurrent_queue에 있는 해당 데이터는 삭제됩니다. 그러나 concurrent_queue에 데이터가 없다면 false를 즉시 반환하고 _Dest에는 호출했을 때의 그대로 됩니다.

concurrent_queue가 비어 있는지 검사

concurrent_queue가 비어 있는지 알고 싶을 때는 empty()를 사용합니다. 이것은 STL의 deque와 같습니다.

원형

비어 있을 때는 true를 반환하고 비어 있지 않을 때는 false를 반환합니다. 다만 empty를 호출할 때 비어 있는지 검사하므로 100% 정확하지 않습니다. 100% 정확하지 않다라는 것은 empty와 push, try_pop 이 셋은 스레드 세이프하여 동시에 사용될 수 있으므로 empty를 호출할 시점에는 데이터가 있어서 false를 반환했지만 바로 직후에 다른 스레드에서 try_pop으로 삭제를 해버렸다면 empty 호출 후 false를 반환했어 try_pop을 호출했는데 false가 반환 될 수 있습니다.

concurrent_queue에 있는 데이터의 개수를 알고 싶을 때

concurrent_queue에 있는 데이터의 개수를 알고 싶을 때는 unsafe_size 멤버를 사용합니다.

원형

이것은 이름에서도 알 수 있듯이 스레드 세이프 하지 않습니다. 그래서 unsafe_size를 호출할 때 push나 try_pop이 호출되면 unsafe_size를 통해서 얻은 결과는 올바르지 않습니다.

concurrent_queue에 있는 데이터 순차 접근

concurrent_queue에 있는 데이터를 모두 순차적으로 접근하고 싶을 때는 unsafe_begin과 unsafe_end를 사용합니다.

원형

unsafe_begin을 사용하여 선두 위치를 얻고, unsafe_end를 사용하여 마지막 다음 위치(미 사용 영역)를 얻을 수 있습니다. 이것도 이름에 나와 있듯이 스레드 세이프 하지 않습니다.

모든 데이터 삭제

모든 데이터를 삭제할 때는 clear를 사용합니다. 이것은 이름에 unsafe라는 것이 없지만 스레드 세이프 하지 않습니다.

원형

제 글을 보는 분들은 C++을 알고 있다는 가정하고 있기 때문에 STL을 알고 있다고 생각하여 아주 간단하게 concurrent_queue를 설명 하였습니다.

concurrent_queue 정말 간단하지 않습니까? 전체적으로 STL의 deque와 비슷해서 어렵지 않을 것입니다. 다만 스레드 세이프 하지 않은 것들이 있기 때문에 이것들을 사용할 때는 조심해야 된다는 것만 유의하면 됩니다.

이것으로 Concurrency Runtime의 PPL에 대한 설명은 일단락 되었습니다.

이후에는 Concurrency Runtime의 다른 부분을 설명할지 아니면 Beta2에서 새로 추가된 C++0x의 기능이나 또는 이전에 설명한 것들을 더 깊게 설명할지 고민을 한 후 다시 찾아 뵙겠습니다.^^

참고

Producer-Consumer 모델 : 자바워크님의 http://javawork.egloos.com/2397148

MSDN의 concurrent_queue :

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd504906(VS.100).aspx#queue

concurrent_queue는 queue 자료구조와 같이 앞과 뒤에서 접근할 수 있습니다.

concurrent_queue는 스레드 세이프하게 enqueue와 dequeue(queue에 데이터를 넣고 빼는) 조작을 할 수 있습니다.

또 concurrent_queue는 반복자를 지원하지만 이것은 스레드 세이프 하지 않습니다.

concurrent_queue와 queue의 차이점

concurrent_queue와 queue는 서로 아주 비슷하지만 다음과 같은 다른 점이 있습니다.

( 정확하게는 concurrent_queue와 STL의 deque와의 차이점 이라고 할수 있습니다. )

- concurrent_queue는 enqueue와 dequeue 조작이 스레드 세이프 하다.

- concurrent_queue는 반복자를 지원하지만 이것은 스레드 세이프 하지 않다.

- concurrent_queue는 front와 pop 함수를 지원하지 않는다.

  대신에 try_pop 함수를 대신해서 사용한다.

- concurrent_queue는 back 함수를 지원하지 않는다.

  그러므로 마지막 요소를 참조하는 것은 불가능하다.

- concurrent_queue는 size 메소드 대신 unsafe_size 함수를 지원한다.

  unsafe_size는 이름 그대로 스레드 세이프 하지 않다.

스레드 세이프한 concurrent_queue의 함수

concurrent_queue에 enqueue 또는 dequeue 하는 모든 조작에 대해서는 스레드 세이프합니다.

- empty

- push

- get_allocator

- try_pop

empty는 스레드 세이프하지만 empty 호출 후 반환되기 전에 다른 스레드에 의해서 queue가 작아지던가 커지는 경우 이 동작들이 끝난 후에 empty의 결과가 반환됩니다.

스레드 세이프 하지 않은 concurrent_queue의 함수

- clear

- unsafe_end

- unsafe_begin

- unsafe_size

반복자 지원

앞서 이야기 했듯이 concurrent_queue는 반복자를 지원하지만 이것은 스레드 세이프 하지 않습니다. 그래서 이것은 디버깅 할 때만 사용할 것을 추천합니다.

또 concurrent_queue의 반복자는 오직 앞으로만 순회할 수 있습니다.

concurrent_queue는 아래의 반복자를 지원합니다.

- operator++

- operator*

- operator->

concurrent_queue는 앞서 설명한 concurrent_vector와 같이 스레드 세이프한 컨테이너지만 STL의 vector와 deque에는 없는 제약 사항도 있습니다. 우리들이 Vector와 deque를 스레드 세이프하게 래핑하는 것보다는 Concurrency Runtime에서 제공하는 컨테이너가 성능적으로 더 좋지만 모든 동작이 스레드 세이프하지 않고 지원하지 않는 것도 있으니 조심해서 사용해야 합니다.

concurrent_vector의 주요 멤버

자주 사용하는 것들과 STL vector에 없는 것들을 중심으로 추려 보았습니다.

concurrent_vector는 기존 요소의 값을 변경할 때는 스레드 세이프하지 않습니다. 기존 요소의 값을 변경할 때는 동기화 객체를 사용하여 lock을 걸어야 합니다.

concurrent_vector 사용 방법

concurrent_vector를 사용하기 위해서 먼저 헤더 파일을 포함해야 합니다.

concurrent_vector의 헤더 파일은 “concurrent_vector.h” 입니다.

concurrent_vector의 사용 방법은 STL의 vector를 사용하는 방법과 거의 같습니다. 그러니 STL vector에 없는 것들만 제외하고는 vector를 사용하는 방법을 아는 분들은 따로 공부해야 할 것이 거의 없습니다.

STL vector에 대해서 잘 모르시는 분들은 About STL : C++ STL 프로그래밍(4)-벡터 글을 참고해 주세요.

concurrent_vector 초 간단 사용 예

concurrent_vector를 사용한 아주 아주 간단한 예제입니다.^^

STL vector에는 없는 grow_by, grow_to_at_least 사용 법

grow_by는 vector의 크기를 확장해 줍니다.

예를 들어 현재 vector의 크기가(size()에 의한) 10인데 이것을 20으로 키우고 싶을 때 사용합니다.

원형은 아래와 같습니다.

iterator grow_by( size_type _Delta );

iterator grow_by( size_type _Delta, const_reference _Item );

grow_to_at_least는 현재 vector의 크기가 10인데 이것이 20보다 작을 때만 20으로 증가시키고 싶을 때 사용합니다.

원형은 아래와 같습니다.

iterator grow_to_at_least( size_type _N );

grow_by와 grow_to_at_least의 반환 값은 추가된 처음 요소의 위치가 반복자입니다.

grow_by의 예제 코드입니다.

위 예제는 http://japan.internet.com/developer/20070306/27.html 에서 참고했습니다.

shink_to_fit

shink_to_fit는 메모리 사용량과 단편화를 최적화 시켜줍니다. 이것은 메모리 재할당을 하기 때문에 요소에 접근하는 모든 반복자가 무효화됩니다.

Intel TBB

CPU로 유명한 Intel에서는 멀티코어 CPU를 만들면서 병렬 프로그래밍을 좀 더 쉽고, 안전화고, 확장성 높은 프로그램을 만들 수 있도록 툴과 라이브러리를 만들었습니다.

라이브러리 중 TBB라는 병렬 프로그래밍 용 라이브러리가 있습니다. 아마 TBB를 아시는 분이라면 Concurrent Runtime의 PPL에 있는 것들이 TBB에 있는 것들과 비슷한 부분이 많다라는 것을 아실 것입니다.

VSTS 2010 Beta2가 나온지 얼마 되지 않아서 병렬 컨테이너에 대한 문서가 거의 없습니다. 그러나 TBB에 관한 문서는 검색을 해보면 적지 않게 찾을 수 있습니다. concurrent_vector에 대해서 좀 더 알고 싶은 분들은 Intel의 TBB에 대해서 알아보시면 좋을 것 같습니다.

( 참고로 TBB 관련 서적이 한국어로 근래에 출간되었습니다.  http://kangcom.com/sub/view.asp?sku=200911100001 )

다음에는 concurrent_queue에 대해서 알아 보겠습니다.

Visual Stuido 2010 Beta2가 나오면서 제가 기대하고 있었던 병렬 컨테이너가 드디어 구현되었습니다.

Concurrency Runtime(이하 ConRT)에는 총 3개의 병렬 컨테이너를 제공합니다. Beta2에서는 모두 다 구현되지는 못하고 concurrent_vector와 concurrent_queue 두 개가 구현되었습니다. 아직 구현되지 않은 것은 concurrent_hash_map 입니다.

세 개의 컨테이너들은 C++ STL의 컨테이너 중에서 가장 자주 사용하는 것으로 vector, deque, hash_map 컨테이너의 병렬 버전이라는 것을 이름을 보면 쉽게 알 수 있을 것입니다.

STL에 있는 컨테이너와 비슷한 이름을 가진 것처럼 사용 방법도 기존의 컨테이너와 비슷합니다. 다만 병렬 컨테이너 답게 스레드 세이프하며, 기존의 컨테이너에서 제공하는 일부 기능을 지원하지 못하는 제한도 있습니다.

몇 회에 나누어서 concurrent_vector와 concurrent_queue에 대해서 설명해 나가겠습니다.

이번에는 첫 번째로 concurrent_vector에 대한 것입니다.

concurrent_vector란?

STL의 vector와 같이 임의 접근이 가능한 시퀀스 컨테이너입니다. concurrent_vector는 멀티 스레드에서 요소를 추가하던가 특정 요소에 접근해도 안전합니다. 반복자의 접근과 순회는 언제나 멀티 스레드에서 안전해야 하므로 요소를 추가할 때는 기존의 인덱스와 반복자를 무효화 시키면 안됩니다.

concurrent_vector와 vector의 차이점

3. 작업이 취소되었을 때 해야 할 것

취소는 그것을 호출했을 때 즉시 동작하지 않습니다. task group이 취소되면 런타임은 각 task에 interruption point를 발동하여 런타임을 throw 시켜서 활동중인 task가 취소될 때 내부 예외 형을 잡을 수 있습니다. Concurrency Runtime은 런타임이 언제 interruption point를 호출할지 정의되어 있지 않습니다. 런타임이 취소를 할 때 던지는 예외를 잡아서 처리할 필요가 있습니다.

그래서 만약 task의 처리 시간이 긴 경우는 정기적으로 취소 여부를 확인할 필요가 있습니다.

< 리스트 4. >

<리스트 4>의 굵게 표시한 코드는 task5가 정기적으로 task group인 tg2가 취소 되었는지 조사하고 있는 것입니다.

<리스트 4>는 명시적으로 task5가 속한 task group인 tg2가 취소되었는지 조사하고 있는데 만약 해당 task가 속한 task group을 직접적으로 호출하지 않고 취소 여부를 조사하고 싶을 때는 is_current_task_group_canceling() 을 사용합니다.

4. 병렬 알고리즘에서의 취소

task group에서 사용하는 병렬 알고리즘도 위에서 소개한 방법으로 취소할 수 있습니다.

< 리스트 5. Task group에서 병렬 알고리즘 사용 >

<리스트 5>는 task group인 tg에 task를 넣을 때 병렬 알고리즘을 넣었습니다. 그리고 이번 beta2에 새로 생긴 run_and_wait 멤버를 사용하여 task의 실행이 끝날 때 까지 대기하도록 했습니다(예전에는 run 이후에 wait를 호출해야 했습니다).

물론 cancel이 아닌 예외를 발생 시켜서 취소 시킬 수도 있습니다.

< 리스트 6. 병렬 알고리즘에서 예외를 발생시켜서 취소 시키기 >

<리스트 6>은 하나의 task만 예외를 발생시키고 있기 때문에 task group의 모든 task를 취소

시키기 위해서는 모든 task에서 예외를 발생시켜야 합니다.

그래서 아래의 <리스트 7>과 같이 전역 변수 flag를 사용합니다.

< 리스트 7. 모든 병렬 알고리즘의 task 취소 시키기 >

5. Parallel 작업을 취소를 사용하지 못하는 경우

취소 작업은 모든 상황에서 다 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 특정 시나리오에서는 사용하지 못할 수가 있습니다. 예를 들면 어떤 task는 활동중인 다른 task에 의해 block이 풀렸지만 아직 시작하기 전에 task group이 최소되어 버리면 계속 시작하지 못하여 결과적으로 애플리케이션이 dead lock 상황에 빠지게 됩니다.

task group을 사용하여 복수의 작업을 병렬적으로 처리할 때 모든 작업이 끝나기 전에 작업을 취소 해야 되는 경우가 있을 것입니다. task group에서 이와 같은 취소 처리를 어떻게 하는지 알아보겠습니다.

Concurrency Rumtime에 대한 정보는 아직까지는 MSDN을 통해서 주로 얻을 수 있기 때문에 거의 대부분 MSDN에 있는 것을 제가 좀 더 보기 좋고 쉽게 전달할 수 있도록 각색을 하는 정도이니 이미 MSDN에서 보신 분들은 pass 하셔도 괜찮습니다.^^;

1. 병렬 작업의 tree

PPL은 task group를 사용하여 병렬 작업을 세분화하여 각 작업을 처리합니다. 또 task group에 다른 task group를 넣으면 이것을 부모와 자식으로 tree 구조로 표현할 수 있습니다.

< 리스트 1. >

<리스트 1>에서는 structured_task_group tg2가 tg1에 들어가서 tg2는 tg1의 자식이 되었습니다. 이것을 tree 그림으로 표현하면 아래와 같습니다.

< 그림 1. >

2. 병렬 작업의 취소 방법

parallel task를 취소할 때는 task group의 cancel 멤버를 사용하면 됩니다(task_group::cancel, structured_task_group::cancel). 또 다른 방법으로는 task에서 예외를 발생시키는 것입니다. 두 가지 방법 중 cancel 멤버를 사용하는 것이 훨씬 더 효율적입니다.

cancel을 사용하는 것을 top-down 방식으로 task group에 속한 모든 task를 취소시킵니다. 예외를 발생 시켜서 취소하는 방법은 bottom-up 방식으로 task group에 있는 각 task에서 예외를 발생시켜서 위로 전파시킵니다.

2.1. cancel을 사용하여 병렬 작업 취소

cancel 멤버는 task group을 canceled 상태로 설정합니다. cancel 멤버를 호출한 이후부터는 task group은 task를 처리하지 않습니다. task가 취소되면 task group의 wait에서는 canceled를 반환합니다.

cancel 멤버는 자식 task에서만 영향을 끼칩니다. 예를 들면 <그림 1>의 t4에서 tg2를 cancel하면 tg2에 속한 t4, t5 task만 취소됩니다. 그러나 tg1을 cancel하면 모든 task가 취소됩니다.

structured_task_group은 thread 세이프 하지 않기 때문에 자식 task에서 cancel을 호출하면 어떤 행동을 할지 알 수 없습니다. 자식 task는 cancel로 부모 task를 취소하던가 is_canceling로 취소 여부를 조사할 수 있습니다.

< 리스트 2. cancel을 사용하여 취소 >

2.2. 예외를 발생시켜 병렬 작업 취소

앞서 cancel 멤버를 사용하는 것 이외에 예외를 발생시켜서 취소 시킬 수 있다고 했습니다. 그리고 이것은 cancel()을 사용하는 것보다 효율이 좋지 않다고 했습니다.

예외를 발생시켜서 취소하는 방법의 예는 아래의 <리스트 3>의 코드를 보시면 됩니다.

< 리스트 3. 예외를 발생시켜서 취소 >

task_group이나 structured_task_group의 wait는 예외가 발생했을 때는 반환 값을 표시하지 못합니다. 그래서 <리스트 3>의 아래 부분에서 try-catch에서 exception을 통해서 상태를 표시하고 있습니다.

아직 이야기가 다 끝난 것이 아닙니다. 나머지는 다음 글을 통해서 설명하겠습니다.^^

참고 url

MSDN : http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd984117(VS.100).aspx

PPL에서 제공하는 알고리즘을 사용하여 병렬로 작업을 실행할 때 각 작업에서 접근하는 공유 리소스는 스레드 세이프 하지 않기 때문에 lock을 걸어서 공유 리소스를 보호해야 합니다.

그러나 lock을 건다는 것은 번거롭기도 하며 성능에 좋지 않은 영향을 미칩니다.

가장 좋은 방법은 공유 리소스에 lock을 걸지 않아도 스레드 세이프한 것이 가장 좋습니다.

combinable은 바로 위에 언급한 문제를 해결해 주는 것입니다. 모든 상황에 다 사용할 수 있는 것은 아니지만 특정 상황에서는 combinable을 사용하면 lock을 걸지 않아도 공유 리소스를 스레드 세이프하게 접근 할 수 있습니다.

combinable

combinable은 병렬로 처리하는 작업에서 각 작업마다 계산을 실행한 후 그 계산 결과를 통합할 때 사용하는 재 사용 가능한 스레드 로컬 스트레지를 제공합니다.

combinable은 복수의 스레드 또는 태스크 간에 공유 리소스가 있는 경우에 사용하면 편리합니다. combinable는 공유 리소스의 접근을 각 스레드 별로 제공하여 공유 상태를 제거할 수 있습니다.

스레드 로컬 스트리지

스레드 프로그래밍을 공부하시면 스레드 고유의 로컬 스트리지를 만들어서 해당 스레드는 자신의 로컬 스트리지에 읽기,쓰기를 하여 다른 스레드와의 경합을 피하는 방법을 배울 수 있습니다.

combinable은 이 스레드 로컬 스트리지와 비슷한 방법입니다.

combinable의 메소드 설명

combinable::local : 현재 스레드 컨텍스트와 관련된 로컬 변수의 참조를 얻는다.

combinable::clear : 오브젝트로부터 모든 스레드 로컬 변수를 삭제한다.

combinable::combine : 제공하고 있는 있는 조합 함수를 사용하여 모드 스레드 로컬 계산의 set으로부터 최종적인 값을 만든다.

combinable::combinable_each ; 제공하고 있는 조합 함수를 사용하여 모든 스레드 로컬 계산의 set으로부터 최종적인 값을 만든다.

combinable은 최종 결합 결과 타입의 파라미터를 가지고 있는 템플릿 클래스입니다. 기본 생성자를 호출하면 기본 생성자와 복사 생성자 _Ty 템플릿 파라미터 형이 꼭 있어야합니다. _Ty 템플릿 파라미터 형이 기본 생성자를 가지지 않는 경우 파라미터로 초기화 함수를 사용하는 생성자로 오버로드 되어 있는 것을 호출합니다.

combinable을 사용하여 모든 작업에서 처리한 계산 결과 값을 얻을 때는 combine()을 사용하여 합계를 구하던가, combine_each를 사용하여 각 작업에서 계산한 값을 하나씩 호출하여 계산합니다.

< 예제 1. Combinable을 사용하지 않고 lock을 사용할 때 >

<예제 1>은 critical_section을 사용하여 TotalItemPrice 변수를 보호하고 있습니다.

그럼 <예제 1>을 combunable을 사용하여 구현해 보겠습니다.

< 예제 2. Combinable 사용 >

combinable을 사용하면 <예제 1>과 다르게 lock을 걸지 않아도 되기 때문에 훨씬 성능이 더 좋습니다. 다만 모든 곳에서 사용할 수는 없기 때문에 <예제 2>와 같이 어떤 계산의 최종 결과를 구할 때 등 사용할 수 있는 곳을 잘 찾아서 사용해야 합니다.

<예제 2>는 각 태스크에서 계산된 결과를 더하기 위해서 conbinable의 combine 멤버를 사용했지만 각 태스크의 결과를 하나씩 순회할 때는 conbinable의 combine _each 멤버를 사용합니다.

그리고 저는 <예제 2>에서 int를 combinable에 사용했지만 int 이외에 유저 정의형이나 STL의 list와 같은 컨테이너도 사용할 수 있습니다.

combinable에서 combine_each() 멤버나 combinable에서 STL의 list 컨테이너를 사용한 MSDN에 있는 예제는 아래와 같습니다.

parallel_invoke는 일련의 태스크를 병렬로 실행할 때 사용합니다. 그리고 모든 태스크가 끝날 때까지 대기합니다. 이 알고리즘은 복수의 독립된 태스크를 실행할 때 유용합니다.

‘일련의 태스크를 병렬로 실행할 때 사용’이라는 것을 들었을 때 생각나는 것이 없는가요? 지금까지 제가 올렸던 글을 보셨던 분이라면 parallel task라는 말이 나와야 합니다. ^^

네 parallel_invoke는 parallel task와 비슷합니다.

parallel_invoke와 parallel task의 다른 점

복수 개의 태스크를 병렬로 실행한다는 것은 둘 다 같지만 아래와 같은 차이점이 있습니다.

parallel_invoke를 사용할 때

병렬로 실행할 태스크의 개수가 10개 이하이고, 모든 태스크가 종료 할 때까지 대기해도 상관 없는 경우에는 간단하게 사용할 수 있는 parallel_invoke를 사용하는 것이 좋습니다. 하지만 반대로 병렬로 실행할 태스크가 10개를 넘고 모든 태스크의 종료를 대기하지 않아야 할 때는 parallel task를 사용해야 합니다.

parallel_invoke 사용 방법

parallel_invoke는 병렬로 태스크를 두 개만 실행하는 것에서 10개까지 실행하는 9개의 버전이 있으며 파라미터를 두 개만 사용하는 것에서 10개의 파라미터를 사용하는 것으로 오버로드 되어 있습니다.

각 오버로드된 버전의 파라미터에는 태스크를 정의한 작업 함수를 넘겨야 합니다.

parallel_invoke 사용 예

아래 예제는 아주 간단한 것으로 게임 프로그램이 처음 실행할 때 각종 파일을 로딩하는 것을 아주 간략화 하여 parallel_invoke를 사용한 예입니다.

< 실행 결과 >

위 예제를 parallel_invoke를 사용하지 않고 전통적인 방법으로 순서대로 실행했다면 각 작업 함수에서 1초씩 소비하므로 3초가 걸리지만 parallel_invoke를 사용하여 1초만에 끝납니다.

그리고 이전에 parallel_for에서도 이야기 했듯이 병렬로 실행할 때는 순서가 지켜지지 않는다는 것을 꼭 유의하시기 바랍니다. 위의 예의 경우도 LoadUIImage()을 첫 번째 파라미터로 넘겼지만 실행 결과를 보면 LoadFont()가 먼저 완료 되었습니다.

마지막으로 위의 예제코드에서 parallel_invoke와 관계 있는 부분만 추려볼 테니 확실하게 사용 방법을 외우시기를 바랍니다.^^