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대갈장군

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Notice

2013. 9. 27. 03:45 프로그래밍/MSDN

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms953320.aspx


Introduction

Visual Studio 2005에서 새로 추가된 ClickOnce라고 불리는 새로운 윈도우 폼 배포 방식이 있다. 이 방식은 어플리케이션의 설치와 웹 어플리케이션의 업그레이드를 스마트 클라이언트로 가능케 해주는 좋은 친구다. 이 글은 윈도우 폼의 장점과 ClickOnce라고 불리는 녀석에 대해서 자세하고 세세하게 살펴볼 예정이란다.


왜 윈도우 폼인가?

여기서 말하는 윈도우 폼이라 함은 .NET 을 기반으로 작성된 윈도우 폼 어플리케이션을 말한다. 뭐 대표적인 예로는 C#으로 작성된 윈폼이 있겠네. 웹 어플리케이션이 등장한 후로 사람들이 이 웹 어플리케이션에 지대한 관심을 보이는데 그 이유는 단지 '쿨'하다는 이유 말고도 다음과 같은 장점들이 있다.


  • 웹 어플리케이션은 세계 어디서나 언제든지 인터넷 커넥션만 있으면 접근 가능, 또한 실행 가능하다. 심지어는 클라이언트가 윈도우를 운영체제로 사용하지 않아도 상관이 없다. 유비쿼터스 환경을 추구하는 어플리케이션이라면 웹 어플리케이션이 짱!
  • 웹 어플리케이션은 배포와 업뎃이 쉽다. 걍 설치 파일을 서버에 업로드만 해놓으면 사용자들이 설치하면 끄읏! DLL 걱정도 없고 레지스트리 걱정도 없고 COM 클래스 등록 걱정조차도 없다. 걍 돌아간다... 이것이야 말로 프로그래머의 퐌타지!
이 글의 초점은 바로 '배포'에 있다. HTTP 프로토콜을 이용한 웹 어플리케이션의 설치 및 업뎃은 당연히 일반적인 윈도우즈 어플리케이션에 비해 장점이 있다.

하지만... 안타깝게도, 장점만 있는 것은 세상에 없으니 단점도 있다. 
  • 우선 유저 인터페이스가 구리다. 웹 어플리케이션은 일반적인 윈도우즈 어플리케이션이 가지는 드래그 드롭이나 우클릭등 이런게 아예 불가능하거나 지원이 매우 매우 힘들다. 
  • 비록 위의 단점을 해결하기 위해 쿨해보이는 유저 인터페이스나 각종 기능을 추가한다고 하더라도 해당 스크립트를 작성하는 게 절라게 어렵다. 이유는 설명안했지만, 아마도 다양한 클라이언트의 경우를 고려하려면 수 많은 경우를 고려해야 겠지?
  • 아시다시피 서버를 사용하는 중앙 집중형 방식이므로 사용자에게 기다릴 줄아는 참을성을 요구한다. 난 힘들겠는데...
  • 화면에 출력하는 프린팅이 오직 화면 출력만으로 제한된다. 
  • 플러그 인이나 ActiveX 컨트로 때문에 위에서 나열한 문제들이 종합되어 나타난다. 뭐, 그렇지만 이 문제점은 웹 어플리케이션이 아니더라도 나타는 문제점이래요. 이놈의 액티브엑스는 내논 자식이구만.
자, 이제 웹 어플리케이션과 윈도우 어플리케이션을 결혼시키면 어떨까? 물론 장점만 모은 자식이 나오기를 원해서다. 재미 있는 사실은 이미 .NET 프레임워크는 초기 버전에서부터 이 둘을 결혼시켜 놓았다는 점. 

이러한 종류의 어플리케션은 intranet이나 extranet 두가지 모두에 대해서 잘 적용될 수 있으며 클라이언트가 .NET 프레임워크와 인터넷 익스플로러를 가지고 있다는 전제하에 원활하고 수월하게 작동한다.

.NET Framework 1.x : HREFing .EXEs
.NET Framework 버전 1.0과 1.1에서 기본 탑제한 기능으로 윈도우 폼 어플리케이션을 HTTP를 통해 배포하기가 있었다. 기본적으로 이것은 HREF 태크를 사용해 Managed 실행파일을 링크로 걸어주는 것이다. 이렇게 하면 사용자는 인터넷 익스플로러를 이용하면 닷넷 프레임워크가 깔려있다는 전제하에서 실행파일을 다운받아서 설치하는 것 뿐만 아니라 필요한 DLL까지 같이 다운받아 준다. 이러한 형태의 배포를 이른바 'hrefing EXEs' 라고 부른다. HREF 헤더는 HTML 공부를 한 사람이라면 누구나 아는 이른바 '링크' 걸기 태그이다. 즉, 여기 누르면 여기로 연결됩니다 하는 것.

HREF 태그의 예를 보자면,
<a href="MainProject.exe">Call MainProject</a>

완전 HTML 문법과 동일하다. 이 방식은 상당히 쉽고 여러번 다른 글에서 논의된 적이 있는 방법이다. 아래 글 참조.
기본적으로 닷넷 어셈블리 (.exe 파일이나 .dll 파일들)는 배포를 위한 기본 구성요소이기 때문에 프로그래머는 어플리케이션을 여러개의 DLL과 한개의 메인 EXE파일로 구성하면 된다. 이렇게 하면 메인 EXE 파일이 중심을 잡고 각 함수를 DLL에서 불러다 사용하는 구조가 되므로 무언가 업뎃을 해야 한다면 메인은 거의 그대로 유지하고 단순히 DLL 파일만 바꿔주면 새로운 버젼이 된다.

지금까지 위에서 이야기 한걸로 보아하면 겁나 쉽고 만만하게 보이지만 사실 몇가지 해주어야 할 것들이 있다.
  • 닷넷 프레임워크가 반드시 클라이언트 (사용자) 컴퓨터에 설치되어 있어야 한다. 
  • 내가 만든 어플리케이션은 클라이언트 입장에서 봤을 때 '부분적으로 신뢰'된다. 이걸 좋게 보려면 참 장점인게 클라이언트의 컴퓨터에 최대한 접근을 적게하려 하므로 클라이언트 입장에서는 더욱 안전하다. 다만, 프로그래머 입장에서 좀더 심층적인 작업, 예를 들자면 파일을 열고 쓰고 닫고 COM 오브젝트를 불러다 쓰고 싶다면 반드시 클라이언트의 보안 규정에 따라야 하므로 좀 귀찮은 과정이 추가된다.
  • 기본적으로 어플리케이션은 몇몇 DLL을 필요로 하게 마련이고 이것을 로드해야 하는데 느린 인터넷 속도와 현재의 설계방식 때문에 좀 느릴수 있다는 점. 
  • 업데이트 자체가 파일 단위 업뎃이라서 어플리케이션이 반만 업데이트 될수도 있다. 헐퀴... 이거 무서운데?
  • 오프라인 모드도 있다는데 이것이 인터넷 익스플로러에만 있고 어플리케이션 자체에는 없다?
  • 기본적으로 어플리케이션의 속성을 조절하기 위한 .config 파일이 없다. 하지만 할 수 있는 방법이 있어. 근데 링크가 죽었네? ㅋㅋ 
  • 오, 프로그램 시작메뉴나 데스크 탑에 단축 아이콘 생성이 안돼! 헐 이거 대박 단점인데? 
Update Application Block
마이크로소프트에서는 위에서 언급한 단점들을 극복하기 위해서 이른바 Updater Application Block (UAB)라는 것을 만들었는데 이 업뎃 블락이라는 놈은 내가 작성한 어플리케이션에 HTTP를 통해 어플리케이션의 각각의 조각을 다운로드 하는 것을 관리하기 위한 라이브러리다. 

이것은 기본 닷넷 프레임워크가 제공하는 것보다 몇가지 장점을 가지는데 다음과 같다.
  • 이것은 로컬 어플리케이션으로 작동한다. 즉, 퍼포먼스 페널티가 없다. 왜냐면 하드 드라이브에서 실행하는 것과 같으므로.
  • 업뎃의 Atomic operation을 보장한다. 즉, 업뎃 하면 100% 업뎃 한다. 중간에 끊기 없기
  • 어플리케이션이 manifest 파일을 가진다. (명세서)
  • 100% Trusted 모드로 실행된다. 즉, 보안 규약이고 나발이고 걍 내 맘대로 할 수 있다.
  • 시작메뉴에 단축 아이콘 생성된다! 
반면, 아까 말한대로 무조건 장점만 있으면 세상이 아름답겠지만 단점도 있다.
  • 이걸 쓰려고 하면 어플리케이션의 대대적인 수정이 불가피하다.
  • 옛날 버전 윈도우에서는 안된다. 98, ME에서 작동 안되고 2000이상되어야 한다. 98/ME 아직도 쓰는 사람 있나? 손들어보자...
  • 100% 트러스트 모드로 작동하므로 난장판 만들 확률 또한 존재한다.
  • 마이크로 소프트에의해 지원 받지 못한다. 헐? 이건 뭔 소리야... 마이크로소프트에서 만들었다면서?
헐, 좀 보아하니까 이거 죄다 연결된 링크도 깨지고 안되네. 이 UAB라는 놈은 2004년 (이글이 쓰여진 시점)에는 한창 잘나갔으나 지금은 사라졌나?

ClickOnce
드이어 우리가 궁금해하는 그 이름. 클릭원스, 한번클릭 님이 등장하셨다. 기본적으로 이 ClickOnce는 UAB가 가지는 모든 장점을 흡수하고 적은 단점을 가지고 추가적인 기능을 더 가지는 놈이다. 즉, 킹.왕.짱.이다. 저자가 생각하는 최고의 장점은 코드 보안을 지킨다는 점이란다. 난 없는게 더 좋던데...ㅋㅋㅋ

HREF EXEs와 비교하자면 ClickOnce는 다음과 같은 장점을 가진다.
  • 업뎃의 Atomic Operation 100% 보장 (중간에 끊기 없음)
  • 오프라인모드 지원할 뿐만아니라 어느정도 수준으로 할 건지도 조절가능. 심지어 어플리케이션이 온라인인지 오프라인인지 알아내는 API도 제공됨
  • Visual Studio와 연동도 뛰어나 어플리케이션이 요구하는 보안 수준도 설정가능하다
  • Bootstraper와 함께 오기때문에 필요한 컴포넌트를 쉽게 다운 받을 수 있다. 심지어는 닷넷 프레이워크 자체를 다운받는 것도 가능하다. 즉, 백지상태의 클라이언트에서도 인터넷만 연결되어 있다면 필요한 모든 것을 다 받아 설치할 수 있다는 말.
  • 시작메뉴에 단축 아이콘 생성 가능!
ClickOnce는 Visual Studio 2005의 기능중 하나이며 이전에는 Whidbey라고 불렸단다. 왜 그런 이름을? 난 알길이 없네... 

A ClickOnce Application
자, 이제 어떻게 사용하는지 볼까나. 다음과 같은 단계를 거쳐야 한다.

  1. Visual Studio 시작 
  2. 새 프로젝트 생성
  3. 간단한 C# 윈폼 프로젝트 선택
  4. 이름 맘대로 정하고 생성
  5. 간단한 버튼 추가해 주고
  6. 버튼에 간단한 코드 MessageBox.Show() 같은거 넣어주기
이제 이 다음부터는 프로젝트 속성에서 설정하는 것만 남았다. 사실 이 글이 쓰여진 시점으로 부터 워낙 많이 시간이 흘러 지금 내가 사용하는 2012에서는 약간 다른 점도 있지만 기본적으로는 아주 유사하다.


프로젝트 속성의 Publish 탭에 들어가면 각종 퍼블리슁 옵션이 나오는데 여기서 주목해야 할 것은 Publishing Location과 Install Mode and Setting 부분이다.

Publishing Location에서 어디에다 이 어플리케이션을 퍼블리슁 할거냐 묻는 건데 보시다시피 네트워크 공간도 가능하다. 고로 웹 서버에 올려놓기도 가능하다.

그리고 아래 버튼에 보면 Prerequisites 버튼이 있는데 이게 참 착한 놈이다. 


위 그림처럼 어떤 어셈블리가 필요한지 선택해주면 내가 만든 어플리케이션을 설치하기 전에 미리 이 조건이 충족되는지 확인해 보고 없으면 알아서 다운 받아서 설치한다. 참 착하다.

여기서 기타 등등 모든 세부 메뉴를 설명하기에는 시간 낭비인것 같고, 아무튼 이 ClickOnce라는 기능은 참으로 착하다... 웹 서버에 내가 작성한 어플리케이션을 넣어두고 업뎃까지 자동으로 알아서 하며 윈도우 운영체제의 보안 체계도 지키면서 필요한 놈들은 알아서 척척 미리 설치까지 하는 이 기능이야 말로 정말 대다나다. 

마무리 하자면 배포에는 몇가지 방법이 있다. 일단 제일 간단한 방법이 필요한 파일, 즉, EXE 파일과 DLL을 걍 복사해서 USB나 CD로 다른 컴퓨터에 넣는 방법이다. 이 방법은 문제가 있을 확률이 높다. 왜냐면 내가 복사를 할 컴퓨터에 필요한 구성 요소들이 무조건 있다라고 가정하고 있기 때문이다. 이것은 매우 위험한 전제 가정이다. 

두 번째 방법은 위에서 언급한 방법보다 조금 진화된 방법인데, 필수 파일은 복사해서 주고 필요 구성 요소들은 마이크로소프트가 제공하는 Redistribution Package를 설치해서 충당하는 방법이다. 이것이 물론 좀더 진화되기는 했는만 여전히 어떤 Package를 설치해야 하는지 그리고 얼마만큼이나 설치를 해야 하는지에 대한 질문에 대답을 해야 한다. 고로 복잡하기는 마찬가지다.

세 번째 방법은 Setup 프로젝트를 솔루션에 추가하여 Setup.msi 파일을 생성해내는 것이다. 이것은 ClickOnce의 Offline 버전이라고 보면 된다. 일반적으로 CD로 배포되는 어플리케이션들이 죄다 이런 방식이다. 물론 웹에서 다운 받는 파일도 대부분이 이런 형태를 띄고 있다. 이 방법은 ClickOnce와 마찬가지로 각종 옵션을 설정할수 있으며 Prerequisites를 설정할 수 있기 때문에 좋다.

마지막이 아마도 이 ClickOnce라는 방법이 아닐까 싶다. 코드 보안도 유지하고 공간 낭비도 적고 매번 새로운 파일을 제공하지 않아도 알아서 업뎃도 하며 각종 편의 사항은 모두 지원하는... 다만 인터넷이 빨라야 하고 큰 크기의 어플리케이션 설치에 사용하기에는 조금 무리가 있지 않나 싶다. 하지만 요즘 나오는 대형 게임을 보면 알수 있다시피 거의 이런 ClickOnce 형태의 독자적인 웹 서버 베이스의 설치 과정을 가지는 것을 보면 분명 배포의 최종 단계는 중앙 서버를 이용한 인터넷 퍼블리슁이라고 봐야 겠다. 





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posted by 대갈장군
2013. 9. 26. 05:58 프로그래밍/Arduino

어쩌다 보니 Arduino를 사용하게 되었는데 이 조그마한 기판을 사용하는 목적은 입력으로 들어오는 5 V / 60 Hz의 신호를 원하는 시간만큼 딜레이를 줘서 고대로 내보내거나 혹은 주파수를 원하는 형태 즉, 30 Hz, 20 Hz, 15 Hz로 변환 하는 것이었다.


처음 생각은 간단하겠는데 였는데 생각보다 쉽지 않았다. 제일 먼저 시도한 것이 analogRead() 함수 였는데 이것의 문제점은 기본적으로 이 함수는 최대한 빨리 입력으로 들어오는 신호를 읽어 들인다는 것이다. 다시 말해서 모든 입력 트리거를 캐치하지 못할 수도 있다는 것.


왜냐면 입력으로 들어오는 트리거 신호는 60 Hz 이므로 16.6ms 마다 5 V에서 0 V로 떨어졌다 바로 다시 5 V로 바뀌는 구조 인데 여기서 0 V로 유지되는 시간이 무지 무지 짧다는 점. 그렇기 때문에 analogRead() 함수가 아니라 attachInterrupt() 함수를 이용해야 한다. 


http://arduino.cc/en/Reference/attachInterrupt 를 참고하면 어떻게 attachInterrupt() 함수를 사용하는지 알수 있다. 기본적으로 디지털 핀 2번으로 입력을 넣고 코드에서 attachInterrupt() 함수를 해당 핀에 연결시키면 트리거가 들어올때 마다 100% 확률로 연결되어진 콜백함수를 호출한다. 고로 신호를 읽을 걱정은 안해도 된다.


다만 그 다음 스텝인 신호 지연을 어떻게 하느냐는 것이었는데, 이것은 micros() 함수를 사용해서 트리거가 들어오는 시점(0 V로 떨어지는 순간)의 시간을 기억해 둔 다음 지연시키고자 하는 만큼의 시간을 더해서 기억해 둔 다음 현재의 시간이 기억해둔 시점보다 크거나 기억해둔 시점 더하기 1 ms 의 시간보다 적으면 (그 범위에 있다면), 그 시간동안 0 V를 출력 핀으로 전송한다. 그 외의 시간에는 계속해서 5 V를 출력 핀으로 전송한다. 물론 원한다면 1 ms이아니라 더 정교한 시간 조절도 가능하다. 하지만 반드시 어느 정도의 시간동안은 0 V를 유지해야 하는데 왜냐면 너무 짧게 0 V를 유지하면 오실로스코프에도 잡히지 않을 정도로 빠르게 통과해 버린다.


추가적으로 60 Hz 속도의 주파수를 30, 20, 15 Hz로 변경하는 방법은 몫과 나눗셈 그리고 나머지를 이용한 방법이다. attachInterrupt() 함수를 CHANGE 플래그와 함께 사용하면 입력 신호가 상태 변화를 일으키는 모든 경우에 콜백 함수를 호출한다. 즉, 하나의 트리거에 대해서 낮은 볼트에서 높은 볼트, 그리고 높은 볼트에서 낮은 볼트로 두 번 변화를 일으키므로 두 번의 콜백 함수가 호출된다.


고로 나눗셈을 이용한 주파수 변환시에 이것을 고려해서 60 Hz에서는 2로 나누고 30 Hz에서는 4로 20 Hz에서는 6 그리고 15 Hz에서는 8로 나누면 된다. 콜백함수가 매번 호출될 때 마다 카운터를 하나씩 올려서 정해진 몫으로 나누면 남은 나머지가 바로 언제 0 V가 되어야 하는지를 알려준다. 원한다면 쉬프팅도 가능하다.


또 가장 주의 해야 할 점이 Arduino와 같은 계판 기기는 주로 오랜 시간 작동하므로 항상 변수의 범주에 대해서 깊이 생각해봐야 했다. 단순히 int로 선언한 카운터가 시간이 지나 한참 지나 결국 오버플로우가 되면 0으로 초기화 되면서 알수 없는 에러가 터지기 때문에 내가 작성한 코드에서는 적당한 시점에서 카운터를 0으로 초기화 시켜서 오버플로우가 발생하지 않도록 했다.


다만, micros() 함수가 메뉴얼에 보면 56분 정도 후에 리셋된다고(오버플로우로 인한) 해 놨는데 이것이 어떠한 영향을 미칠지에 대해서 검증이 좀 필요한 것 같다. 


추가로 시리얼 포트를 통한 통신으로 C# GUI와 연동하면 사용자의 어여쁜 GUI와 강력크한 Arduino의 능력을 섞어서 쓸수 있다. 아마도 더 좋은 방법이 많이 있겠지만...



posted by 대갈장군
2013. 9. 24. 05:57 프로그래밍/MSDN


// vcmcppv2_impl_dllimp.cpp
// compile with: /clr:pure user32.lib
using namespace System::Runtime::InteropServices;

// Implicit DLLImport specifying calling convention
extern "C" int __stdcall MessageBeep(int);

// explicit DLLImport needed here to use P/Invoke marshalling because
// System::String ^ is not the type of the first parameter to printf
[DllImport("msvcrt.dll", EntryPoint = "printf", CallingConvention = CallingConvention::Cdecl,  CharSet = CharSet::Ansi)]
// or just
// [DllImport("msvcrt.dll")]
int printf(System::String ^, ...); 

int main() {
   // (string literals are System::String by default)
   printf("Begin beep\n");
   MessageBeep(100000);
   printf("Done\n");
}
Begin beep
Done

위의 코드를 보면 PInvoke에 대한 경우들을 잘 설명하고 있는데 우선 첫번째가 Implicit DLLImport이다. Native로 작성된 DLL 어디엔가 __stdcall 호출 규약을 가지는 함수 MessageBeep(int) 가 정의되어 있다고 알려주는 한 줄의 코드로써 상황 종료다. 


다만 이런 암묵적인 PInvoke를 사용하기 위해서는 반드시 호출 함수의 입력 변수가 마샬링이 필요 없어야 한다. MessageBeep() 함수의 경우 int를 받기 때문에 Int32로 마샬링 없이 변환이 가능하므로 암묵적 PInvoke 사용이 가능하다.


두번째를 보게 되면 명시적인 DLLImport인데 이 명시적인 것도 두가지 방법이 있네. 첫번째는 보아하니 msvcrt.dll에서 printf 함수를 어떤 형태의 호출 규약으로 그리고 어떤 형태의 타입 (ANSI냐 Unicode냐)까지 명확하게 정의하는 것과 혹은 걍 간단하게 어떤 DLL을 가져와라라고 말하는 방법이다. 둘다 된다면 당연히 두번째 방법이 더 쉬지 않나? 


어쨌든 첫번째 방법은 단순한 함수 선언이고 두번째 방법은 DllImport 속성을 이용한 명시적 DLL 파일 이름을 지정하는 것. 그것이 가장 큰 차이점이고 두번째 방법 내부에서 또 추가적으로 더 명시할 수 있는 방법도 있다는 말. 


http://msdn.microsoft.com/en-us/library/2x8kf7zx.aspx

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posted by 대갈장군
2013. 9. 24. 05:18 프로그래밍/MSDN

.NET Framework는 Platform Invoke (줄여서 PInvoke)라고 불리는 Managed Application에서 Unmanaged 함수를 호출할 수 있도록 해주는 기능을 Dllimport 속성을 이용해서 지원한다. 이 PInvoke는 두 가지 형태가 있는데 첫번째는 Explicit (명시적) 호출 방법이고 두 번째는 Implicit (암묵적) 호출 방법이다. 오늘 알아볼 녀석은 Explicit (명시적) 호출 방법이다.


DllImportAttribute를 사용해서 PInvoke를 수행하는데 이 녀석은 각각의 DLL 진입점에서 함수 선언 직전에 위치함으로 여기서 부터는 이 Unmanaged DLL을 사용하겠다고 명시하는 것이다. 


Unmanaged DLL 함수는 Managed 코드로 융합되기 위해서 몇가지 추가 코드와 간단한 데이터 변환을 추가로 가지게 되면 이를 통해서 Managed 코드는 Unmanaged DLL의 함수로 접근이 가능하다. PInvoke는 /clr, /clr:pure, /clr:safe 세 종류의 스위치에 대해서 모두 사용 가능하다. 소 파워풀!


Platform invoke


위의 그림을 보면 PInvoke에 대한 설명이 잘 나와 있는 것 같다. Managed코드가 컴파일러를 통과해서 CLR 서포트를 받는 어셈블리로 생성이 되면 메타 데이터와 IL (MSIL) 코드를 가지게 된다. 그리고 이런 Managed 코드 내부에서 만약 PInvoke가 호출되게 되면 Standard Marshalling Service를 통해 중간 과정에 필요한 변환을 거쳐서 Unmanaged DLL 함수를 호출하게 된다. 


이 PInvoke는 사실 CLR (Common Language Runtime)이 제공하는 서비스이다. 이 서비스를 통해서 Managed Code가 Unmanaged DLL 함수를 호출 할 수 있도록 해준다. 이러한 형태의 Marshalling, 마셜링 (컨테이너를 수송하기 위해 부두 내에서 이동, 정렬 하여 잠시 대기한다는 의미의 전문 용어) 서비스는 이미 Runtime과 COM의 호환 작용 및 "It Just Works" (IJW)를 위해서도 이미 사용된 적 있는 메커니즘이다. 


마셜링에 대해서 좀 더 자세히 살펴 보고 싶지만 일단 넘어가고, PInvoke를 실제적으로 어떻게 사용하는지 살펴보자.


다음의 코드는 PInvoke를 사용하는 예를 보여주는데 puts라고 불리는 native function은 msvcrt.dll에 정의되어 있다. 즉, puts가 바로 Unmanaged function이고 우리는 그것을 managed code에서 불러다가 사용하려고 하는 것이다. 


// platform_invocation_services.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
using namespace System::Runtime::InteropServices;

[DllImport("msvcrt", CharSet=CharSet::Ansi)]
extern "C" int puts(String ^);

int main() {
   String ^ pStr = "Hello World!";
   puts(pStr);
}

위의 코드를 보아하니 메인 함수 진입점 직전에 DllImport 속성을 이용해서 msvcrt DLL 파일을 연결하고있다. 그리고 바로 다음 줄에 보니 puts 함수를 외부에 존재하는 함수라고 명시적으로 알려주고 있다. 그리고 내부 코드에서 puts를 사용해서 출력을 하고 있다.


위와 같은 역활을 하는 코드를 IJW로 작성해 보면 다음과 같다.


// platform_invocation_services_2.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
using namespace System::Runtime::InteropServices;

#include <stdio.h>

int main() {
   String ^ pStr = "Hello World!";
   char* pChars = (char*)Marshal::StringToHGlobalAnsi(pStr).ToPointer(); 
   puts(pChars);
   
   Marshal::FreeHGlobal((IntPtr)pChars);
}

IJW를 보아하니 명시적으로 Native DLL을 임포트 하라는 DllImport 속성을 사용하지 않았지만 간단하게 puts() 함수를 선언하고 있는 stdio.h 헤더를 선언하고 메인 함수 내부에서 마샬링 서비스를 직접적으로 호출해서 라이브로 변환한 다음 사용된 힙 메모리를 직접 해제 하는 것 같다. 불행히도 MSDN에서는 자세하게 위 코드에 대해서 설명하지 않는다. 아마도 IJW에 대한 페이지를 살펴봐야 정확한 의미를 알 수 있을 것 같다.


IJW를 사용하는 장점은 몇가지가 있는데 다음과 같다. 일단, DLL을 명시적으로 DllImport 속성을 이용해 연결할 필요 없고 그냥 헤더 파일이랑 라이브러리를 임포트 하면 장땡이다. 뭐, 그닥 장점처럼 안보이긴 하는데... 어쨌든.. 


IJW 방법을 사용하면 아주 약간 더 빠르다. 왜냐면 프로그래머가 명시적으로 어떤 타입의 어떤 포인터로 접근하라고 명시적으로 알려주기 때문이다. 


마찬가지로 같은 맥락에서 퍼포먼스에 대한 그림이 쉽게 그려진다는 것이 IJW의 또 다른 장점이다. 위의 코드를 예로 보자면 Unicode에서 ANSI로 변환이 필요하다는 것과 그 과정에서 추가적인 메모리 할당과 해제가 필요함이 확연히 드러나게 된다. 사실 위 경우에는 _putws와 PtrToStringChars를 사용하는 것이 퍼포먼스 면에서는 더 유리하다. 


마지막으로 같은 데이터에 대해서 매번 마샬링을 호출하기보다는 한번 호출해서 메모리를 복사해두고 복사된 메모리를 사용하면 성능향상에 매우 도움이 된다. DllImport를 사용하면 같은 데이터라도 매번 오버헤드가 발생하는 변환을 해야 한다.


자, 이제 안 좋은 점에 대해서 알아보자. 장점에서 언급한 것들의 정 반대가 단점이다. ㅋㅋ


우선 마샬링이 아주 아주 명시적이므로 코드를 아주 정확하게 적성해야만 작동한다. DllImport를 사용하면 이러한 복잡한 과정을 생략할 수 있다. 위 두 코드를 딱 봐도 DllImport가 훠얼씬 더 간단하다. 


IJW의 마샬링은 죄다 Inline 함수다. 고로 어플리케이션의 흐름에 지장을 줄수도 있다. 


마지막으로 명시적인 마샬링은 IntPtr 타입을 리턴하므로 반드시 ToPointer 함수를 사용해야 한다. 이게 왜 단점일까 라고 잠시 생각했다. 생각해보니 이것은 데이터 타입을 void로 바꾸는 것과 같다. 고로 프로그래머가 정확한 타입을 명시해 주어야 한다. 위 코드에서처럼 (char*)타입으로 명시적으로 캐스팅 하는 과정이 추가로 필요하다는 말. 


고로 위의 이야기를 요약하자면 IJW를 사용한 것이 더 효율적이 효과적인 프로그래밍이 가능하지만 만약 내가 작성하는 코드가 가끔씩 Unmanaged API를 호출하는 정도라면 둘 중 어떤 것을 사용해도 무방하다.


그 다음으로 MSDN에서 설명하고 있는 것이 PInvoke를 Windows API와 사용하는 것인데 일단 코드를 보자.



// platform_invocation_services_4.cpp
// compile with: /clr /c
using namespace System;
using namespace System::Runtime::InteropServices;
typedef void* HWND;
[DllImport("user32", CharSet=CharSet::Ansi)]
extern "C" int MessageBox(HWND hWnd, String ^ pText, String ^ pCaption, unsigned int uType);

int main() {
   String ^ pText = "Hello World! ";
   String ^ pCaption = "PInvoke Test";
   MessageBox(0, pText, pCaption, 0);
}

사실 Managed 코드라면 얼마든지 MessageBox를 잘 불러다 사용할 수 있지만 이건 예를 들기 위해 이렇게 한거다. user32 DLL을 DllImport를 사용해 명시적으로 연결해 주고 메인 함수 내부에서 실제적으로 사용하고 있다. 아하, 두번째 인자에 대한 비밀이 풀렸다. 위의 예제들에서 보면 DllImport 속성자 다음에 오는 첫번째 인자는 DLL 파일의 이름이라는 것은 알았을테고 두번째 인자에 대해서 저건 왜 필요하지에 대해서 생각했었는데 바로 해답은 아래와 같다.


실제로 user32.dll 파일 안에는 MessageBox라는 함수는 없다. 왜냐면 user32.dll에는 MessageBoxA (ANSI 타입)과 MessageBoxW (Unicode 타입) 둘 만 존재한다. 그래서 저 CharSet = CharSet::Ansi 인자를 통해서 MessageBoxA를 사용하라고 알려주는 것이다. 재미 있는 점은 되도록이면 Unicode 버전을 쓰라는 건데 왜 위의 모든 예제 코드에서는 죄다 Ansi를 쓰는지 모르겠네. 된다는 걸 보여주기 위해서 인가? Unicode를 사용하면 오버헤드가 더 줄어든단다. 


중요한 게 한가지 나오는데 언제 PInvoke를 사용하면 안되느냐 하는 것이다.


예를 들어 다음과 같은 함수를 Unmanaged code로 작성해서 Dll로 만들었다고 치자. 

char * MakeSpecial(char * pszString);


그렇다면 이 함수를 불러다 쓰려면 다음과 같은 형태를 취해야 한다.

[DllImport("mylib")]

extern "C" String * MakeSpecial([MarshalAs(UnmanagedType::LPStr)] String ^);

이 함수 호출의 문제점은 MakeSpecial로 호출되어 리턴되어지는 메모리를 해제 할 수가 없다는 점이다. PInvoke를 통해서 리턴된 포인터는 사용자가 해제할수 없는 내부 메모리로 저장이 되기 때문이란다. 고로 이런 경우에는 반드시 IJW를 써야 한다. 


PInvoke의 한계점은 입력으로 들어오는 변수를 출력으로 리턴할 수 없다는 데 있다. 입력으로 들어가는 변수가 PInvoke에 의해서 마샬링을 거치게 되면 이 변수는 리턴될 때 메모리 커럽션 에러가 발생한다. 방금 위에서 말한 것과 거의 같은 이유인것 같다.


__declspec(dllexport)
char* fstringA(char* param) 
{
   return param;
}

또 다른 간단한 예를 보자면 아래 코드와 같은 user32.dll에 있는 CharLower이라는 함수를 호출해서 사용하는 경우인데 이 함수도 입력으로 들어오는 입력 변수의 메모리 공간을 사용해서 다시 출력으로 돌려 보내는 함수이다. 고로 이렇게 하게 되면 입력으로는 제대로 된 변수와 메모리가 들어가지만 출력으로 돌아오는 변수와 메모리는 해제되어 버린 값이 된다. 간단하게 생각하면 PInvoke를 통해서 호출된 함수는 리턴하는 즉시 해제되어 버린다고 보면 되는건가? 변수와 메모리를 유지하는 일반적인 범위에서는 일어날 수 없는 일이지만 PInvoke는 마샬링 서비스를 통과하기 때문에 잠깐 동안 함수의 범위에서 벗어났다가 들어오기 때문인가..


// platform_invocation_services_5.cpp // compile with: /clr /c using namespace System; using namespace System::Runtime::InteropServices; #include <limits.h> ref struct MyPInvokeWrap { public: [ DllImport("user32.dll", EntryPoint = "CharLower", CharSet = CharSet::Ansi) ] static String^ CharLower([In, Out] String ^); }; int main() { String ^ strout = "AabCc"; Console::WriteLine(strout); strout = MyPInvokeWrap::CharLower(strout); Console::WriteLine(strout); }


PInvoke를 쓰더라도 같은 형태의 데이터 타입에 대해서는 마샬링이 필요가 없는데 예를 들자면 int 타입과 Int32 타입이다. 하지만 같은 형태의 데이터 타입이 아닌 경우에는 당연히 마샬링이 필요하다. 아래 테이블을 보면 다양항 형태의 타입에 대해서 어떤 마샬링이 맵핑 되는지 보여준다. 젠장 테이블이 안맞아서 걍 링크를 건다. http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms235282.aspx


마샬링을 수행하는 '마샬러' (젠장, 한국어로 바꾸려니 말 참 이상해지네..)는 Unmanaged 함수로 넘어가는 변수의 주소를 자동적으로 런타임 힙 메모리 공간에 Pin (꼳아 놓는다) 시켜 놓는다. 즉, 홀딩 시킨다. 이렇게 해야 가비지 컬렉터가 이 메모리 공간을 비워버리지 않는다. 


위에서 본 예제에서 CharSet이라는 두번째 변수를 이용해서 DllImport 속성자에 명시했던 것을 기억하는가? 이것이 바로 Managed String이 어떻게 마샬링 되어야 하는 가를 알려주는 단서다. 위의 예제에서는 Native 함수가 ANSI로 되어 있다고 알려주었다. 


이러한 마샬링에 필요한 정보를 각각의 Native 함수의 입력 변수마다 정의 할 수 있다. String * 입력 변수에 대해서 마샬링 할 수 있는 것들로는: BStr, ANSIBStr, TBStr, LPStr, LPTStr. 이 있고 기본 타입은 LPStr 이다. 


아래의 예제 코드를 보면 string이 2 바이트 유니코드 char string (LPWStr)으로 마샬링 하는 것을 보여주고 있다. 출력으로 나오는 놈은 문장 전체가 아니라 Hello World!의 첫 글자만 나온다. 왜냐면 마샬링된 문자열의 두번째 바이트가 null이므로 문장 종료로 인식되기 때문이다. 고로, 어떤 마샬링을 해야하는지 알려주는 과정이 굉장히 중요하고 또한 프로그래머의 책임이 뒤따른다.


// platform_invocation_services_3.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
using namespace System::Runtime::InteropServices;

[DllImport("msvcrt", EntryPoint="puts")]
extern "C" int puts([MarshalAs(UnmanagedType::LPWStr)] String ^);

int main() {
   String ^ pStr = "Hello World!";
   puts(pStr);
}

PInvoke는 x86 에서 실행시 각 호출마다 약 10 에서 30 의 오버헤드가 발생한다. 그리고 추가로 마샬링을 수행함으로써 또 다른 오버헤드가 발생한다. 다만 같은 형태의 타입에 대해서는 마샬링 오버헤드가 없다. 


고로 보다 나은 퍼포먼스를 위해서는 보다 적은 PInvoke를 사용하고 동시에 많은 데이터를 마샬링 하도록 하는 것이 많은 수의 PInvoke를 사용하며 동시에 적은 데이터를 마샬링 하는 것보다 더 빠르다.






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posted by 대갈장군
2013. 9. 20. 23:48 프로그래밍/MSDN

Visual C++은 .NET 프로그래밍 환경에서 세가지 다른 형태의 CLR (Common Language Runtime) 컴파일 옵션을 제공하는데 고놈들이 바로 Mixed, Pure 그리고 Verifiable이다. 


  • Mixed (/clr)

이 녀석은 일반적인 기본 옵션이다. 말 그대로 섞여 있다는 말인데 무엇과 무엇이 섞여 있는냐 하면은, Managed 코드와 Unmanaged 코드가 섞여 있다는 의미다. 이 옵션을 켬으로써 Managed 코드와 Unmanaged 코드의 결혼을 성사시킨다는 말이다... 이것을 이른바 C++ Interop이라 부른다. 아마도 Interoperable의 약자가 아닐까?


  • Pure (/clr:pure)

Pure 옵션의 경우는 Managed 와 Unmanaged 데이터 타입을 둘 다 가질 수 있지만 함수는 오직 Managed 형태만 소유 할 수 있다. Mixed와 마찬가지로 Pure Assembly는 P/Invoke를 통해서 Native DLL과의 Interop을 허락하지만 C++ Interop Feature는 불가하다. 잠깐만, 그러니까 이미 컴파일된 Managed 코드 DLL은 P/Invoke를 통해 함수를 호출해 사용할 수 있지만 코드 내에서 직접적으로 함수를 선언해서 호출하는 것 (다른 말로 C++ Interop)은 허락되지 않는다는 말인감? 그리고 한가지 더 중요한 점은 Pure Assembly는 Native 함수로 부터 호출가능한 함수를 Export할 수없는데 그 이유는 Pure Assembly는 __clrcall 호출 규약을 사용하기 때문이다. 



  • /clr:pure 사용의 장점
    • 더 나은 성능: Pure Assembly는 오직 MSIL만 포함하고 있으므로 Native Function을 내포하고 있지 않다. 고로 Managed/Unmanaged Transition이 없다. 왔다리 갔다리 안한다는 말. (다만 P/Invoke를 이용해서 호출되는 경우는 예외다. 여전히 왔다리 갔다리 한다는 말)

    • AppDomain Awareness: Managed 함수들과 CLR 데이터 타입은 전부다 Application Domain에 상주하고 있으므로 이런 함수와 데이터 타입에 대한 접근성이나 안정성이 Mixed assembly 경우보다 훨씬 더 낫다는 점. 그리고 .NET 프레임워크 내에서 다른 언어와의 호환성에서도 더 유리하다는 점.

    • Non-disk loading: Pure Assembly들은 메모리 상에 로딩 될 수도 있고 심지어는 스트리밍이 될 수도 있다. Mixed 경우에는 반드시 디스크 상에 물질적으로 존재해야만 한다는 조건이 따라 붙는다. 

    • Reflection: Mixed 된 실행 파일은 Reflection이 허용되지 않지만 Pure의 경우에는 완전 서포트 해준다.

    • Host Controllability: MSIL만 포함하고 있기 때문에 Mixed보다 예측가능하고 더 유연성 있게 코드를 작성할 수 있단다.

  • /clr:pure 사용의 한계
    • Pure Assembly는 Unmanaged Function으로부터 호출 되어 질 수 없다. 고로 Pure Assembly는 COM interface를 구현할 수 없고 또는 Native Callback을 드러낼 수도 없다. Pure Assembly는 __declspec(dllexport)나 .DEF 파일을 통해 함수를 Export할 수 없다. 

    • ATL과 MFC 라이브러리들은 지원되지 않는다. 

    • #import 지원 안됨

    • 익셉션 핸들링과 얼라인먼트를 위한 플로팅 포인트 옵션 조정 불가. 고로 fpieee.h 와 같은 파일은 pure 옵션으로 컴파일 안됨

    • GetLastError 함수는 pure 옵션에서 Undefined Behavior라는 에러로 처리됨. 헐퀴.

  • Verifiable (/clr:safe)
가장 강력크한 놈이 나타났다. 이 옵션을 키고 컴파일을 때리면 작성되는 코드는 CLR 환경에서 100% 호환되게 작동되며 어떤 보안 옵션도 어기지 않고 말 잘듣는 코드로 생성된다. 예를 들자면 실행전에 디스크에 파일을 생성하고 지울수 있는 권한이 있는지 미리 확인하고 체크하여 사용자에게 알려주는 그런 기능. 당연히 이 옵션을 키면 CRT 서포트는 없다. 고로 Managed 코드를 섞어 쓸수 없다는 말이다. 

이 옵션을 사용하면 일단 당연히 보안성이 높아지고 특정 개발 환경에서 요구되기도 하며 미래에 나올 윈도우즈 환경에서도 잘 작동하는 프로그램을 작성하게 되는 것이다. 단점이라면 C++ interop 을 사용할 수 없다는 점.

마지막으로 P/Invoke를 사용하면 어떤 옵션으로 컴파일 하던간에 Native DLL을 임포트 할 수 있지만 런타임 환경에서 잘 작동할거라는 보장은 없다. 당연한 이야기지...... ㅋㅋ 

다음으로 P/Invoke에 대해서 알아봐야 겠군.



posted by 대갈장군
2013. 5. 24. 23:18 프로그래밍

Visual Studio 2010의 Setup Project로 만든 이쁜 셋업 파일을 막상 다른 컴퓨터에 설치해 보면 관리자 권한으로 실행하기가 기본 옵션이 아니다.


일반적으로 프로그램은 많은 경우에 관리자 권한을 요구하게 마련이다. 그런데 참 재미 있는 것은 Visual Studio는 이런 권한 설정을 바꾸어 주는 옵션을 제공하지 않는다. 왜? 왜 그랬을까?


아무튼, 생성된 msi 파일을 Orca로 수정해야만 생성되는 단축 아이콘에 관리자 권한이 설정이 된다. 


1. ORCA 설치 - Orca는 Windows Platform SDK에 기본으로 포함되는 옵션 프로그램이다. 아래 그림처럼 찾아가보면 Orca.msi가 있을 것이다. 이 프로그램은 기본적으로 MSI 파일을 수정하는 프로그램이다.



2. Orca 설치가 끝났다면 수정하고자 하는 MSI 파일을 Orca로 열자. 그리고 Property 옵션에가서 새로운 열을 하나 생성한다. 그 새로운 열의 이름은 바로 DISABLEADVTSHORTCUTS그리고 값은 1로 주자. 참고로 새로운 열을 생성하는 것은 더블클릭으로 가능하다. 아니면 우클릭! 



3. 이제 왼쪽 Tables 에서 Shortcut으로 이동해 보면 내가 만든 단축키들이 그 모습을 드러낸다. 여기서 오른쪽 화면 중간 쯤 보면 Target 이라는 행이 있는데 여기에 기본 값으로 'DefaultFeature'이라는 것이 들어가 있는데 이 것을 [TARGETDIR]\내실행파일이름.exe로 바꾼다. 그리고 세이브 때리면 이제 이 파일이 설치된 컴퓨터의 데스크탑 화면 단축 아이콘에는 관리자 권한 실행 요구 표시인 방패 문양이 뜰것이다. 






posted by 대갈장군
2013. 5. 20. 21:53 나의 이야기





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posted by 대갈장군
2013. 5. 3. 00:05 프로그래밍/MSDN
MSDN에 나와 있는 .NET Framework에 대한 설명을 읽고 있자면 '지루하다'. -_-

일단 모르는 단어들이 너무 많이 튀어 나와서 처음 읽는 사람으로 하여금 급거부감을 주게된다.

모르는 단어를 클릭해서 링크를 따라 들어가다 보면 어느새 어딘지 알수 없는 곳에서 또 다시 모르는 단어를 클릭 하려는 내 모습을 발견하고는 깊은 한숨과 함께 '프로그래밍은 나랑 잘 맞지 않습니다...'를 연발하게 된다. 슬픈 현실이다... ㅡ.ㅜ

개인적으로 영어를 쓸 일이 많다보니 아무래도 한국어로 된 MSDN보다 영어로 된 MSDN을 좋아하는데 원래 프로그래밍 언어가 영어인데다가 영어는 불분명한 의미가 없는 정확한 표현을 쓰기 때문에 오히려 한국어로 된 설명보다 이해가 더 쉽게 될때가 많다.

그래서 MSDN은 영어로 읽는 것이 더 나을 것이라고 말하고 싶지만 영어를 격하게 싫어하시는 분들은 아마도 한국어가 나을 듯하다...

이제 .NET Framework에 대해서 이야기 해보자. 이 놈은 내가 Visual Studio 를 이용하면서 부터 꾸준히 내 머리 속에 맴돌던 놈인데 단 한번도 제대로 들어다 본적은 없었다.

왜냐면 일단 내가 차후 설명하게 될 Common Language Runtime(CLR)을 전혀 사용하지 않았기 때문이고 둘째로 이 .NET Framework는 알게 모르게 내 컴퓨터의 구석에서 내가 하는 일들을 돕고 있었다.

비록 그 실체를 몰랐어도 저놈이 있다는 것은 알고 있었다. 요즘들어서 내 프로그램을 다른 컴퓨터에 돌릴일이 많아지다 보니 이놈에 대해서 자연스럽게 접근하게 되었고 몇몇 MSDN 문서를 읽게 되었다.

아마존 닷 컴에서 Ivor Horton's Beginning Visual C++ 2008 이라는 책을 검색해 보면 저 책의 1장을 볼수 있는데 여기에 많은 설명이 잘 되어 있다. (공짜다.. ㅋㅋ)

사용자 삽입 이미지


내가 개인적으로 .NET Framework를 잘 설명하고 있다고 생각하는 그림이 바로 위 그림이다. 일반적으로 C나 C++을 이용해서 간단히 작성해 오던 방식이 그림 제일 왼편에 있는 그림이다. 이것을 보게되면 Native C++코드를 컴파일러(gcc나 각종 컴파일러들)로 Object 파일로 생성하고 Link를 통해 실행 파일을 만들어서 돌리게 된다.

이후 MFC가 나오면서 가운데 한단계가 더 추가되었다. (중간 그림) 사실 이 MFC는 한번도 사용해 본적은 없지만 아주 쉽고 간편하면서도 다양한 형태의 함수를 제공했다는 걸 알수 있었다.

.NET Framework가 나오고 나서도 물론 MFC가 지원되지만 .NET Framework가 MFC보다 한수 위인 이유는 정확히는 몰라도 .NET Framework가 가지는 강력한 Cross-PlatformCross-Language 특성 때문이 아닌가 싶다.

마지막으로 제일 오른편이 바로 .NET Framework를 제대로 사용하는 경우인데 뭔지 모를 2단계가 들어가 있는데 이것이 바로 .NET Framework를 구성하는 2개의 구성요소인 Common Language Runtime과 .NET Framework Library다.

간단하게 설명해서 .NET Framework Library는 걍 함수들의 집합이다. 이놈들은 전부 객체 지향적이므로 독립적으로 사용가능하며 독립적이므로 안전하고 아주 좋다... -_-

사실 CLR이 참 재밌는 놈인데 마지막 단어인 Runtime에 주목할 필요가 있다. 즉, 실행중이란 의미인데 내가 프로그램을 더블 클릭해서 실행에 들어가는 직후부터 프로그램이 죽는 순간까지를 Runtime이라 보면 된다.

이 CLR은 그 런타임에 작동을 하는 놈으로써 다양한 작업을 하는데 예를 들면 보안을 높이고 메모리를 관리하면 타입을 관리하고 각종 시스템의 핵심 서비스들을 제공하기까지 한단다...

나도 프로그램에 입문한지 얼마 되지는 않았기 때문에 정확한 것은 알 수 없지만 .NET Framework의 CLR이 '이것은 새롭다! 이것은 좋다!'라고 Microsoft가 외치는 이유가 바로 Runtime 이라는 저 단어 하나 때문이 아닌가 싶다.

기존의 프로그램 컴파일과 실행의 과정을 보게 되면 컴파일을 수행하는 단계에서 이미 현재 컴퓨터에 종속적 (dependent) 이게 되고 Linker를 통해 실행파일을 만드는 과정에서도 역시 종속적이게 되는 것 같았다. (내 생각일 뿐임... 물론 자바가 이 원리를 깨뜨렸다.)

헌데 이 새로나온 .NET Framework에서는 중간에 CLR와 JIT(Just-In-Time Compiler)를 실행 파일을 만드는 과정에 집어 넣음으로써 큰 변화를 시도했다는 점이 다른 것 같다.

우선 .NET Framework에서 생성되는 실행 파일은 실행 파일을 더블 클릭 한 뒤의 시점(일명 Runtime)에 여러가지 일을 수행하는데 이 일들이 바로 플랫폼에 종속적이지 않도록 만들어주는 일이다.

즉, 이전에는 활용하지 못했던 Runtime이라는 새로운 시간적 공간을 이용해서 각종 다양한 추가 기능 및 편리한 기능을 제공하고 있다는 점이 .NET Framework가 뛰어나다라고 말하는 이유인 것 같다. 자바가 먼저인지 .NET이 먼저인지는 몰라도 자바의 Virtual Machine의 개념도 이와 같다.

물론 이건 내 개인적인 생각이지 이게 이유라고 설명한 글은 본적이 없다... -_-

사실 .NET Framework를 제대로 설명하려면 Common Language Runtime과 더불어 MSIL (Microsoft Intermediate Language), CTS (Common Type System), JIT (Just-In-Time Compiler)를 다 설명해야 하지만 이걸 다 설명하려면 너무 길어질 뿐더러 읽는 사람의 가독력과 흥미가 너무 반감될것 같아 여기서는 말 안해야 겠다....

줄여서 결론을 말하자면 .NET Framework는,

프로그래머가 프로그램을 짤때 사용할 수 있는 새로운 '뼈대 (Frame)' 이다.


그리고 이 새로운 뼈대의 장점들은 무수히 많지만 대표적인 것들이

1. 플랫폼 Independent (플랫폼에 종속되지 않는다.)
2. 프로그램에 대한 다양한 형태의 접근제어컨트롤 방법을 제공한다. 즉, 내용물을 보여주되 복사하거나 그 소스를 못보게 하는 등의 접근제어를 말한다.
3. 강화된 보안을 제공한다. (접근제어도 일종의 보안 방법중 하나지요.)
4. Cross-Language를 제공한다. CLR에 근거하여 작동하는 모든 언어는 서로간에 정보 교환이 자유 자재로 된다는 의미. C#을 작성한 파일을 Visual Basic에서 불러와 사용가능하다는 말. (물론 코딩시 제약이 있다.)
5. Web 개발을 혁신적으로 개선했다. 이건 뭐 읽어보지 않았지만 ASP .NET이 바로 CLR에 기반을 두고 클라이언트가 서버의 컴퓨터에 접속하여 서버의 컴파일러에 의해 작동된다는 뭐 그런소리... 내가 사용할 일은 거의 없을 거라는...

또 무언가 장점이 있을텐데 기억이 안나는 관계로 여기까지만 적자.

Update
시간이 많이 흘러서 다시 이글을 보니 좀 부족한 설명이 있는 것 같아 추가로 몇자 적어 놓는다.

우선 가장 기본이 되는 CLI를 언급해야 할 것 같다. CLICommon Language Infrastructure의 줄임말로 하나의 '규약'을 명시해 놓은 '조립 설명서' 같은 거다.

이 CLI는 고레벨의 프로그래밍 언어 (C++/ C# 같은거)들이 다른 오퍼레이팅 시스템 환경에서 재 컴파일이나 소스 코드를 바꾸지 않고도 문제 없이 균일하게 같은 방식으로 동작할 수 있도록 만들어주는 Virtual Machine을 위한 '규약 설명서'이다. 

즉, 이 CLI 규약대로만 구현을 하면 어느 컴퓨터에서나 돌아갈 수 있는 Virtual Machine을 만들어 낼수 있다는 말인데 이 Virtual Machine의 대표적인 예가 바로 CLR이다. CLR은 Common Language Runtime으로써 CLI 규약 대로 만든 윈도우즈 용 CLI의 구현이다.

이 CLI 규약을 보면 Virtual Machine (CLR 같은 놈)을 위한 중간 단계의 언어를 명시하고 있는데 이것이 바로 MSIL (Microsoft Intermediate Language)이다. 이렇게 만들어진 중간 단계의 언어는 프로그램이 시작하는 시점에 작동을 하는 JIT (Just-in-time) 컴파일러에 의해서 이해되고 분석되어 진 후 내가 현재 사용하고 있는 컴퓨터의 환경에 맞는 적합한 machine code(실행 코드)를 생성해 낸다. 고로 어떤 언어로 내가 프로그램을 작성했건 간에 그 코드는 CLI 규약에 따라 구현된 눈에 보이지 않는 .NET Framework의 CLR과 같은 놈을 통해 중간 언어 (MSIL)로 바뀌어진 다음 실행이 이루어지는 그 순간 (마우스 더블 클릭하는 순간) JIT라 불리우는 컴파일러에 의해 내 환경에 맞는 코드로 재 생성되서 나와서 실행이 이루어 진다는 말.

또한 .NET Framework에는 CTS (Common Type System)이라 불리우는 것이 있는데 이것은 말 그대로 CLI 명세를 따라 구현된 모든 언어가 공통으로 가지는 기본 타입의 구현 및 임의 타임의 구현 약속이다. 고로 C#으로 작성한 코드의 기본 타입들은 Visual Basic이나 C++과 같은 다른 언어로 작성된 기본 타입과 기본적으로 일맥상통하므로 CLR의 입장에서는 다른 언어를 이용한 두 소스 코드를 이해하는데 아무런 문제가 없다는 말.

고로 고 레벨 언어간의 융화와 결합이 용이하고 보다 높은 수준의 안전성 체크 및 형변환을 지원함으로써 한 단계 높은 수준의 프레임워크를 제공한다는 것. 게다가 CLR은 기본적으로 강화된 보안 옵션 (예를 들자면 어셈블리를 공개키와 개인키로 묶는 것)을 제공하며 눈에 띄는 변화가 바로 GC (Garbage Collector)의 등장이다. 

가비지 컬렉터의 등장으로 과거에 사용자에게 메모리 해제의 책임을 전가하는 것에서 벗어나 이제 사용자는 두다리 쭈욱 뻣고 마음껏 새로운 인스턴스를 남발해도 되는 상황이 왔다는 것. 물론 100% 그렇다는 건 아니고... 아직도 여전히 사용자에게 많은 책임이 있으므로 메모리 해제는 늘 머릿 속에 염두해두어야 할 문제다. 어쨌든 가비지 콜렉터는 착하다는 거... ㅋㅋ 


posted by 대갈장군

제목이 무척 도발적이다. C++/CLI 10분만에 배우기... 글 읽는데만 10분 넘게 걸리는데 어떻게 10분만에 배운다는 거냐...

참고로 출처는 http://www.codeproject.com/Articles/19354/Quick-C-CLI-Learn-C-CLI-in-less-than-10-minutes (저자: Elias Bachaalany)

기본적으로 이 글의 취지는 C++/CLI를 빠르게 시작하기 위한 글이다. 고로 독자들이 C++이랑 .NET 배경지식이 어느정도 있다고 가정하고 글을 쓴다고 한다. 글을 일기전에 자고있는 당신의 머리 세포들을 깨워줄 좋은 글도 있다고 추천해주는 저자의 센스! 


아래에 포함되는 예제를 실행하려면 다음과 같이 하면 된다.

"C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 8\Common7\Tools\vsvars32.bat"

요로코롬 하면 저 명령 이후로는 Visual Studio 2005 x86을 이용하여 컴파일을 하게 된다.


그리고 어떤 파일을 컴파일 하고 싶다면 다음과 같이...

cl your_file.cpp /clr

뒤에 붙은 /clr 스위치가 정겨워 보인다...


So, What is C++/CLI?

이것에 대한 대답은 이미 다른 글에서 많이 했는데 일단 이 글을 쓴 저자의 말을 옮겨 보면, C++은 알다시피 C의 Superset (상위셋)이라고 할 수있다. C++은 C에 OOP (객체 지향성) 및 Template를 추가한 것이다. 그렇다면 CLI는 무엇인가?


CLI은 Common Language Infrastructure의 줄임말로 그 뜻은 다음과 같다.

It is an open specification that describes the executable code and runtime environment that allows multiple high-level languages to be used on different computer platforms without being rewritten for specific architectures.

CLI라 함은 실행 코드와 런타임 환경을 정의하는 오픈된 명세로써 많은 고레벨 언어가 운영체제가 다른 플랫폼에서 코드의 재작성 없이 사용될 수 있도록 해주는 것이란다.


Handles and Pointers

아마도 한번이라도 C++/CLI를 써 본 사람이라면 '^' 요 마크가 친숙 할 것이다. 변수 선언시에 꼭 따라 붙는 놈이다. 알다시피 C++에서는 포인터를 선언할 때 * 마크를 사용한다. C++/CLI에서는 ^를 이용해 핸들을 선언한다. 자, "*" 는 Native Pointer를 말하고 이것은 CRT 힙에 상주한다. 반면 "^"는 핸들을 선언하는 것이고 "Safe Pointer"라 불리며 Managed 힙 공간에 상주한다. 이 핸들이라고 하는 녀석은 단순히 생각해서 C++의 레퍼런스와 같은 개념이긴 하지만 C++과는 다른게 (Native 와는 다른게) 제대로 해제하지 않더라도 메모리 리크 (유출)이 발생하지 않는다. 왜냐면 가비지 컬렉터 (GC)가 알아서 메모리를 수거해주기 때문이다. 오우 나이스!


특정 클래스나 값 타입의 레퍼런스를 만들기 위해서는 gcnew라는 키워드를 사용해서 선언해야 한다. 다음과 같이..

System::Object ^x = gcnew System::Object();

nullptr이 흔히 사용하는 null의 CLI 버전이고 ^ 심볼과 함께 % 심볼도 사용된다. 


N* pn = new N; // allocate on native heap
N& rn = *pn; // bind ordinary reference to native object
R^ hr = gcnew R; // allocate on CLI heap
R% rr = *hr; // bind tracking reference to gc-lvalue

C++에서 *과 &이 한 묶음 이듯이 CLI에서는 ^이랑 %가 한 묶음이다. 


Let us get started: Hello World

자 이제 가장 단순한 프로그램 하나 만들어보자. 

#using <mscorlib.dll>

using namespace System;

int main(array<System::String ^> ^args)
{
  System::Console::WriteLine("Hello world");
  return 0;
}

다른 건 뭐 다 봐줄만 한데 main의 입력 함수로 들어오는 놈이 예사롭지 않아보인다. 하지만 C++ 코드를 떠올려보면 저것이 의미하는 것이 그렇게 복잡한 것만은 아니다. 


Classes and UDTs

Classes

클래스를 어떻게 선언하는지 일단 살펴보자. 해줘야 할 것은 단 한가지 뿐. Protection Modifier (Private / Public) 바로 다음에 ref 키워드만 붙이면 끄읏!

public ref class MyClass
{
private:
public:
  MyClass()
  {

  }
}

헐 이렇게 쉬울 수가? 이렇게 선언된 클래스를 네이티브 클래스로 생성하려면 원래 사용하던 방식 그대로 클래스를 선언하면 그만이다. 자, 이제 궁금한 것은 C++/CLI 도 파괴자를 가지고 있느냐 하는 것인데 정답은 Yes다. 하지만 컴파일러는 파괴자 호출을 IDispose 인터페이스를 투명하게 구현한 다음 Dispose() 함수로 유도하게 된다. 추가적으로 GC에 의해 호출되는 Finalizer라고 불리는 녀석이 있는데 이것은 !MyClass() 와 같이 C++ 파괴자 함수 스타일이다. 이 Finalizer에서 사용자는 파괴자가 호출되었는지 체크해봐야 한다.


#using <mscorlib.dll>

using namespace System;

public ref class MyNamesSplitterClass
{
private:
  System::String ^_FName, ^_LName;
public:
  MyNamesSplitterClass(System::String ^FullName)
  {
    int pos = FullName->IndexOf(" ");
    if (pos < 0)
      throw gcnew System::Exception("Invalid full name!");
    _FName = FullName->Substring(0, pos);
    _LName = FullName->Substring(pos+1, FullName->Length - pos -1);
  }

  void Print()
  {
    Console::WriteLine("First name: {0}\nLastName: {1}", _FName, _LName);
  }
};

int main(array<System::String ^> ^args)
{
  // local copy

  MyNamesSplitterClass s("John Doe");
  s.Print();

  // managed heap

  MyNamesSplitterClass ^ms = gcnew MyNamesSplitterClass("Managed C++");
  ms->Print();

  return 0;
}

Value types

Value type이라 함은 기본으로 제공되는 타입말고 추가로 만들어내는 타입들을 말한다. 모든 value type들은 System::ValueType으로 부터 파생된다. 이 value type들은 스택에 저장될 수 있고 = 연산자를 통해서 할당 가능하다.


public value struct MyPoint
{
  int x, y, z, time;
  MyPoint(int x, int y, int z, int t)
  {
    this->x = x;
    this->y = y;
    this->z = z;
    this->time = t;
  }
};

Enums

마찬가지로 열거형도 다음과 같이 정의 가능하다.


public enum class SomeColors { Red, Yellow, Blue};

혹은 엘리먼트의 타입을 정의할 수도 있다.


public enum class SomeColors: char { Red, Yellow, Blue};


Arrays

배열의 선언은 사실 복잡해 보이지만 다음과 같이 쉽다.


cli::array<int> ^a = gcnew cli::array<int> {1, 2, 3};


기존 C++과의 차이라면 array<> 키워드가 쓰이고 있고 ^ 심볼로 핸들 지정을 하며 new 대신 gcnew를 사용한다는 점.


또 다른 형태의 배열 선언 방식은 다음과 같다.


array<int> ^a = gcnew array<int>(100) {1, 2, 3};

처음 방식보다 단순화 되었는데 cli 네임스페이스 명시를 빼고 100개의 배열을 선언한 다음 처음 3개만 값 1,2,3으로 초기화 했다. 각각의 배열 요소에 접근하려면 foreach를 다음과 같이 사용할 수 있다.


for each (int v in a)
{
  Console::WriteLine("value={0}", v);
}

자, 이제 4x5x2 형태의 3차원 배열을 선언해보자... 초기값은 모두 0.


array<int, 3> ^threed = gcnew array<int, 3>(4,5,2);

Console::WriteLine(threed[0,0,0]);

오오오... 생각보다 쉽다. 


이제 스트링 클래스를 배열로 선언해보자..


array<String ^> ^strs = gcnew array<String ^> {"Hello", "World"}


이런 형태를 초기화 하기 위해서는 다음과 같이 하면 된다.


array<String ^> ^strs = gcnew array<String ^>(5);
int cnt = 0;

// We use the tracking reference to access the references inside the array
// since normally strings are passed by value

for each (String ^%s in strs)
{
    s = gcnew String( (cnt++).ToString() );
}


나와 있는 설명처럼 % 심볼이 사용되었는데 그 이유는 일반적으로 스트링의 경우 값으로 전달되기 때문에 레퍼런스를 이용해야 메모리로 직접적인 접근이 가능하기 때문이다. 



Parameter Arrays

헛, 이것도 가능했단 말인가? C에서 printf() 함수와 같이 파라미터가 들어가는 함수의 사용도 가능하다. 단, 사용할 수 있는 조건은 C와 동일하다. 


using namespace System;

void avg(String ^msg, ... array<int> ^values)
{
  int tot = 0;
  for each (int v in values)
    tot += v;
  Console::WriteLine("{0} {1}", msg, tot / values->Length);
}

int main(array<String ^> ^args)
{
  avg("The avg is:", 1,2,3,4,5);
  return 0;
}


Properties

C#에서 사용되는 형태의 프로퍼티

public ref class Xyz
{
private:
  int _x, _y;
    String ^_name;
public:
  property int X
    {
      int get()
        {
          return _x;
        }
        void set(int x)
        {
          _x = x;
        }
    }
  property String ^Name
  {
    void set(String ^N)
    {
      _name = N;
    }
    String ^get()
    {
      return _name;
    }
  }
};


Wrapping Around a Native C++ Class

자, 이제 C++ class를 어떻게 CLI에서 감싸는지 보자


// native class

class Student
{
private:
  char *_fullname;
  double _gpa;
public:
  Student(char *name, double gpa)
  {
    _fullname = new char [ strlen(name+1) ];
    strcpy(_fullname, name);
    _gpa = gpa;
  }
  ~Student()
  {
    delete [] _fullname;
  }
  double getGpa()
  {
    return _gpa;
  }
  char *getName()
  {
    return _fullname;
  }
};

위 코드는 Native class의 한 예다. 이것을 C++/CLI 클래스로 바꾸려면 다음의 가이드를 따르면 된다.

  • Managed Class를 만들고 그것의 멤버 변수가 Native Class를 가리키도록 해라
  • 생성자 혹은 다른 적절한 위치에서 Native Class를 Native Heap (new 키워드를 사용하여) 에 생성해라
  • 생성자를 호출할 때 필요한 변수와 입력 인자를 전달하라. 이때 몇몇 입력 값은 Unmanaged 에서 Manged Type으로 Marshal (변환)이 필요할 것
  • Managed Class로 부터 드러내고 싶은 함수의 Stub를 생성하라
  • Managed Class의 파괴자에 Native Pointer 를 지우는 것을 잊지 마라 (메모리 누수)

자, 이제 위 Native Class의 C++/CLI 버젼을 보자.


// Managed class

ref class StudentWrapper
{
private:
  Student *_stu;
public:
  StudentWrapper(String ^fullname, double gpa)
  {
    _stu = new Student((char *) 
           System::Runtime::InteropServices::Marshal::StringToHGlobalAnsi(
           fullname).ToPointer(), 
      gpa);
  }
  ~StudentWrapper()
  {
    delete _stu;
    _stu = 0;
  }

  property String ^Name
  {
    String ^get()
    {
      return gcnew String(_stu->getName());
    }
  }
  property double Gpa
  {
    double get()
    {
      return _stu->getGpa();
    }
  }
};


중간에 좀 후덜덜한 부분이 있긴 하지만 그래도 생각보다 어렵진 않다.


Wrapping Around C Callbacks

여기서는 예제용으로 EnumWindows() API 함수를 Wrap 할 건데 다음이 코드의 핵샘이다.

  • Manged class를 하나 만드는데 Delegates와 함께 만들거나 Native Callback에 도달하면 호출되는 함수랑 만들거나.
  • 방금 만든 Managed Class로 향하는 레퍼런스를 가지는 Native Class 만든다. 이것은 vcclr.h 헤더에 있는 gcroot_atuo를 이용하면 가능하다
  • 이제 Native C Callback 함수를 만들고 넘길때 Context Parameter (우리 예제에서는 lParam) 로 넘긴다. (Native Class로의 포인터)
  • 이제 Native Callback 내부에서 Native Class 인 Context를 가지고 있으므로 이제 Managed Class로 향하는 레퍼런스를 얻어올수 있고 필요한 함수를 호출 할 수 있다.

using namespace System;

#include <vcclr.h>


// Managed class with the desired delegate

public ref class MyClass
{
public:
  delegate bool delOnEnum(int h);
  event delOnEnum ^OnEnum;

  bool handler(int h)
  {
    System::Console::WriteLine("Found a new window {0}", h);
    return true;
  }

  MyClass()
  {
    OnEnum = gcnew delOnEnum(this, &MyClass::handler);
  }
};


이제 Native Class를 만들어보자. 이 클래스 내부에는 Managed Class 레퍼런스 (m_clr)이 존재하고 직접적인 Callback 프로시져가 있다.


class EnumWindowsProcThunk
{
private:
  // hold reference to the managed class

  msclr::auto_gcroot<MyClass^> m_clr;
public:

  // the native callback

    static BOOL CALLBACK fwd(
    HWND hwnd,
    LPARAM lParam)
  {
      // cast the lParam into the Thunk (native) class,
      // then get is managed class reference,
      // finally call the managed delegate

      return static_cast<EnumWindowsProcThunk *>(
            (void *)lParam)->m_clr->OnEnum((int)hwnd) ? TRUE : FALSE;
  }

    // Constructor of native class that takes a reference to the managed class

  EnumWindowsProcThunk(MyClass ^clr)
  {
    m_clr = clr;
  }
};

마지막으로 실질적으로 사용하는 코드는,


int main(array<System::String ^> ^args)
{
  // our native class

  MyClass ^mc = gcnew MyClass();

    // create a thunk and link it to the managed class

  EnumWindowsProcThunk t(mc);

    // Call Window's EnumWindows() C API with the pointer
    // to the callback and our thunk as context parameter

  ::EnumWindows(&EnumWindowsProcThunk::fwd, (LPARAM)&t);

  return 0;
}


The Other Way Round: From Manged to C Callbacks

이 것은 더 쉽다. 왜냐면 이미 Managed Class 내부에 Native Class로 향하는 포인터를 가지고 있기 때문이다. 다음과 같이 하면 된다.

  • Native Callback를 트리거 (발생)시킬 적절한 Delegates를 가지는 Managed Class를 만든다
  • Native Class (Callback 을 포함하는)와 이전의 Managed Class (이벤트 발생시키는 놈)을 연결해줄 Managed Class를 만든다
  • Callback을 핸들링 할 Native Class를 만든다
예제용으로 TickGenerator라는 Managed Class를 만들었는데 이 TickGenerator라는 클래스는 OnTick이라는 이벤트를 만들어내고 INativeHandler 클래스 (인터페이스) 가 Managed Class인 TickGeneratorThuck로 부터 호출된다. MyNativeHandler 클래스는 사용자 자신의 핸들러을 어떻게 셋팅하는지 보여주기 위한 INativeHandler의 간단한 구현이다.


Tick Generator Delegate는 다음과 같다


public delegate void delOnTick(int tickCount);

그리고 Managed tick generator class는 다음과 같다.


ref class TickGenerator
{
private:
  System::Threading::Thread ^_tickThread;
  int _tickCounts;
  int _tickFrequency;
  bool _bStop;

  void ThreadProc()
  {
    while (!_bStop)
    {
      _tickCounts++;
      OnTick(_tickCounts);
      System::Threading::Thread::Sleep(_tickFrequency);
    }
  }

public:
  event delOnTick ^OnTick;

  TickGenerator()
  {
    _tickThread = nullptr;
  }

  void Start(int tickFrequency)
  {
    // already started

    if (_tickThread != nullptr)
      return;

    // p.s: no need to check if the event was set,
    // an unset event does nothing when raised!

    _tickCounts = 0;
    _bStop = false;
    _tickFrequency = tickFrequency;

    System::Threading::ThreadStart ^ts = 
      gcnew System::Threading::ThreadStart(this, &TickGenerator::ThreadProc);
    _tickThread = gcnew System::Threading::Thread(ts);
    _tickThread->Start();
  }
  
  ~TickGenerator()
  {
    Stop();
  }

  void Stop()
  {
    // not started?

    if (_tickThread == nullptr)
      return;
    _bStop = true;

    _tickThread->Join();
    _tickThread = nullptr;
  }
};


#pragma unmanaged
// Create a simple native interface for handling ticks

// Native classes implement this class to add custom OnTick handlers

class INativeOnTickHandler
{
public:
  virtual void OnTick(int tickCount) = 0;
};


class MyNativeHandler: public INativeOnTickHandler
{
public:
  virtual void OnTick(int tickCount)
  {
    printf("MyNativeHandler: called with %d\n", tickCount);
  }
};


#pragma managed
// Create the managed thunk for binding between the native
// tick handler and the tick generator managed class

ref class TickGeneratorThunk
{
private:
  INativeOnTickHandler *_handler;
public:
  TickGeneratorThunk(INativeOnTickHandler *handler)
  {
    _handler = handler;
  }

  void OnTick(int tickCount)
  {
    _handler->OnTick(tickCount);
  }
};


int main(array<System::String ^> ^args)
{
  // Initiate the native handler

  MyNativeHandler NativeHandler;

  // Create the tick generator class

  TickGenerator ^tg = gcnew TickGenerator();

  // Create the thunk and bind it with our native handler

  TickGeneratorThunk ^thunk = gcnew TickGeneratorThunk(&NativeHandler);

  // Bind the ontick event with the thunk's onclick event

  tg->OnTick += gcnew delOnTick(thunk, &TickGeneratorThunk::OnTick);

  // Start the tick generator

  tg->Start(1000);

  // Wait for user input

  Console::ReadLine();

  // Stop the generator

  tg->Stop();

  return 0;
}


글을 다 쓰고 보니 좀 글의 내용과 제목이 어울리지 않는다는 생각이 든다. 애초에 C++/CLI를 빠르게 습득하는 것을 타이틀로 했다면 특정 언어간의 호출에 치중하기 보다는 기본적인 타입의 사용과 다양한 예제를 통해 보다 일반적이고 기본적인 개념 설명을 하는 것이 더 좋았을듯 하다... 아무튼, 일단 글을 퍼오기는 했으니 저장은 하지만 썩 마음에 들지는 않는다. 물론 초반에 간단간단하고 명료한 설명은 참 좋았다...




posted by 대갈장군
2013. 4. 25. 01:30 프로그래밍/MSDN

출처: http://msdn.microsoft.com/ko-kr/magazine/cc163681(en-us).aspx


젠장, 이건 한국어 선택해도 한국어로 안나오는 페이지네... 결국 해석해야 할듯...


C++/CLI is a self-contained, component-based dynamic programming language that, like C# or Java, is derived from C++. Unlike those languages, however, we have worked hard to integrate C++/CLI into ISO-C++, using the historical model of evolving the C/C++ programming language to support modern programming paradigms. You can say that C++/CLI is to C++ as C++ is to C. More generally, you can view the evolution leading to C++/CLI in the following historical context:
C++/CLI는 'Self-contained (스스로 모두 내포하고 있는 - 즉, 완전체)'하고 컴포넌트에 기반한 동적 프로그래밍 언어다. 마치 C# 또는 자바처럼 C++에 근간을 두고 있는 언어들 처럼 말이다. 하지만 그런 언어들 (C#이나 Java)과는 달리 우리 (Microsoft사)는 C++/CLI를 ISO-C++ (표준 C++을 말함) 형태로 만들기 위해서 무척이나 노력했단다... 뭐 쉽지 않았을 것 같다. C++ 에서 C++/CLI로 가는 것은 C에서 C++로 가는 것 만큼이나 큰 변화였다는 이야기. 다음 문서들을 보게 되면 얼마나 큰 변화가 있는지 알거다... 허허.. 그걸 언제 다 읽어봐.... 제일 마지막꺼만 읽어보면 괜춘할듯.
  • BCPL (Basic Computer Programming Language)
  • B (Ken Thompson, original UNIX work)
  • C (Dennis Ritchie, adding type and control structure to B)
  • C with Classes (~1979)
  • C84 (~1984)
  • Cfront, release E (~1984-to universities)
  • Cfront, release 1.0 (1985-to the world )—20th birthday
  • Multiple/Virtual Inheritance (MI) programming (~1988)
  • Generic Programming (~1991) (templates)
  • ANSI C++/ ISO-C++ (~1996)
  • Dynamic Component programming (~2005) (C++/CLI)

What is C++/CLI?
C++/CLI represents a tuple. C++ refers, of course, to the C++ programming language invented by Bjarne Stroustrup at Bell Laboratories. It supports a static object model that is optimized for the speed and size of its executables. However, it doesn't support run-time modification of the program other than heap allocation. It allows unlimited access to the underlying machine, but very little access to the types active in the running program and no real access to the associated infrastructure of that program. Herb Sutter, a former colleague of mine at Microsoft and the chief architect of C++/CLI, refers to C++ as a concrete language.
CLI refers to the Common Language Infrastructure, a multitiered architecture supporting a dynamic component programming model. In many ways, this represents a complete reversal of the C++ object model. A runtime software layer, the virtual execution system, runs between the program and the underlying operating system. Access to the underlying machine is fairly constrained. Access to the types active in the executing program and the associated program infrastructure—both as discovery and construction—is supported. The slash (/) represents a binding between C++ and the CLI. The details surrounding this binding make up the general topic of this column.
So, a first approximation of an answer to what is C++/CLI is that it is a binding of the static C++ object model to the dynamic component object model of the CLI. In short, it is how you do .NET programming using C++ rather than C# or Visual Basic®. Like C# and the CLI itself, C++/CLI is undergoing standardization under the European Computer Manufacturers Association (ECMA) and eventually under ISO.
The common language runtime (CLR) is the Microsoft version of the CLI that is specific to the Windows® operating system. Similarly, Visual C++® 2005 is the implementation of C++/CLI.
As a second approximation of an answer, I would say that C++/CLI integrates the .NET programming model within C++ in the same way as, back at Bell Laboratories, we integrated generic programming using templates within the then existing C++. In both of these cases your investment in an existing C++ codebase and in your existing C++ expertise are preserved. This was an essential baseline requirement of the design of C++/CLI.
자, 이제부터 시작이다. 머리 싸매고 읽어보자. C++/CLI는 튜플이다. 여기서 튜플이라 함은 내 생각에 서로 다른 타입이 하나의 오브젝트로 뭉쳐져 있다는 의미로 해석된다. 즉, C++과 CLI 라는 서로 다른 두 타입을 하나로 합쳐놓은 짬뽕이라는 것. C++/CLI이라는 단어에서 C++ 부분은 당연히 유명하신 Bjarne Stroustrup께서 Bell 연구소에서 만드신 것을 지칭하는 것이다. 이거 모르면 당신은 간첩? 이 C++은 기본적으로 실행파일의 속도와 크기를 위해 최적화 되어 있는 'Static Object Model'을 지원한다. Static 이라는 단어가 좀 뜬금없이 들릴수 있다. 사실 내 생각에 이 Static이라는 단어는 상대적인 의미라고 본다. 과거에 없었던 현재 시점에 어떤 기술에 비해 Static (정적)하다는 것이지 C++이 나왔을 당시에는 대박 혁명적 언어였다...

아무튼, 조금 있다 설명할 CLI를 이해하면 왜 C++이 기분나쁘게 '정적'이라고 불리는지 알게 될 것이다. 자, C++의 문제점은 Heal Allocation (힙 메모리 할당)을 제외하고는 Run-time에 변경을 허락하지 않는다. 자, Run-Time이라 함은 프로그램이 실행된 직후부터 멈추는 순간까지를 말한다. 고로 C++은 컴퓨터 자체 하부 구조에는 이른바 'Unlimited Access' 즉 무한 접근을 허락하지만 실행중인 프로그램에는 아주 미미하고 제한적인 접근만을 허락하며 프로그램이 작동하기 위해 사용하는 Infrastructure (예를 들자면 Windows 같은거)에는 실질적인 접근을 제공하지 않는다. Herb Sutter 이라는 내 친구가 있는데 이 친구가 C++/CLI를 설계를 책임진 사람이란다. 아무튼 이 친구가 말하기를 "C++은 Concrete Language다" 라고 말했단다. 직역하자면 C++은 딴딴한 언어다....... 응?? 즉, 정적이다. 별로 유동적이 않다는 것.

이제 우리의 친구 CLI를 살펴보자.  CLI는 Common Language Infrastructure의 줄임말이다. 공용 언어 기반이란 뜻이네? 풀어서 설명하자면 동적 요소 프로그래밍(Dynamic Component Programming) 을 지원하는 멀티스레드를 하는 아키텍쳐란다. 이걸 단박에 이해한다면 당신은 이미 능력자. 이런 정의 자체가 이미 C++과 정반대된다. Runtime Software Layer 다른 말로는 가상 실행 시스템 (Virtual Execution System)은 프로그램과 프로그램을 실행하는 운영체제 가운데 낑겨 있는 녀석이다. 고로 컴퓨터 자체로 접근하는 것은 제한이 된다. (C++과 많이 다르다) CLI에서는 실행중인 프로그램의 타입으로 액티브하게 접근하는 것과 연관된 프로그램 infrastructure에 접근하는 것 모두 지원된다. C++/CLI 사이에 들어가는 /가 의미하는 것은 C++과 CLI의 결합을 의미한단다. 이것에 대해서 이 글에서 이야기 할꺼래.

자, 이제 C++/CLI가 뭐요? 라는 질문의 첫번째 대답을 하겠다. C++/CLI는 정적인 C++ Object Model을 동적인 Component Object Model 인 CLI와 결합한 것이다. 정적 객체 모델 C++ 더하기 동적 요소 객체 모델 CLI. 줄여서 말하자면, C#이나 Visual Basic 대신 C++ 이라는 언어를 사용해서 .NET programming을 하는 것을 말한다. 오오오... 정답! 마음에 드는 말이고 모든 것을 분명하게 선을 긋는 아주 정확한 정의다.

CLR (Common Language Runtime)은 Windows라는 운영체제를 위한 Microsoft사의 CLI라고 보면 된다. 이거 어렵게 들릴지 모르겠지만 내가 예전에 써놓은 .Net Framework에 대한 글을 보면 이해가 쉽게 될것이다. 

두번째 근접한 대답으로는 C++/CLI는 과거에 벨 연구소해서 C에서 C++로 진화할때 제네릭 프로그래밍을 C에 추가한 것 처럼 C++이라는 언어에 .NET 프로그래밍 모델을 추가한 것이다. 이로써 내가 열씸히 작성해 놓은 C++ 코드들이 다 무용지물이 되지 않게 되고 C++/CLI로 흘러감으로써 엄청난 이득을 취할 수 있겠다. 그럴까??? 정말로?? ㅋㅋ

Learning C++/CLI
There are three aspects in the design of a CLI language that hold true across all languages: a mapping of language-level syntax to the underlying Common Type System (CTS), the choice of a level of detail to expose the underlying CLI infrastructure to the manipulation of the programmer, and the choice of additional functionality to provide, beyond that supported directly by the CLI.
The first item is largely the same across all CLI languages. The second and third items are where one CLI language distinguishes itself from another. Depending on the kinds of problems you need to solve, you'll choose one or another language, or possibly combine multiple CLI languages. Learning C++/CLI involves understanding each of these aspects of its design.

CLI 언어의 디자인에는 모든 언어에 공통으로 적용되는 세가지 중요한 관점이있다.
첫째는 CTS (Common Type System)이라 불리는 .Net Framework가 지원하는 공통 타입 체계로 언어 레벨의 문법을 맵핑하는 것이고 둘째는 프로그래머에게 하부 구조인 CLI infrastructure로의 접근 디테일을 얼마만큼 드러낼 것인가이고 셋째는 CLI에 의해 직접적으로 지원되는 것을 넘어서는 추가적인 능력을 선택하는 것이다. 
일반적으로 첫번째 관점은 모든 CLI 언어에 공통적인 요소이다. 둘째와 셋째가 CLI 언어를 구분 짓게 되는 요소들인데 어떤 문제에 직면했느냐에 따라서, 또 어떤 언어를 선택하느냐에 따라서 당신은 여러개의 CLI 언어를 사용할지도 모른다. C++/CLI를 배운다는 것은 이 모든 세가지 디자인 관점을 이해하는 것을 필요로 한다. 즉, 이해력 만렙 찍어야 한다. 
참고로 CTS는 .NET Framework가 가지고 있는 한가지의 요소로써 서로 다른 언어들이 표현하는 같은 형태의 타입들을 모아모아 일관된 형태로 표현하는 일종의 명세(Specification)같은 거라고 생각하면 대략 괜찮다. 사실, 모든 발전된 형태의 언어나 프레임워크는 새로운 것이 아니라 기존의 것을 잘 포장하고 싸놓은 것이다. C++이 추상화와 상속을 통해 객체 지향을 하는 것처럼 .NET Framework도 언어들 간에 추상화와 단일화된 규약을 통해 통합을 시도한 것이라고 보면 된다. 

Mapping C++/CLI to the CTS?
It is important when programming C++/CLI to learn the underlying CTS, which includes these three general class types:
  • The polymorphic reference type, which is what you use for all class inheritance.
  • The non-polymorphic value type, which is used for implementing concrete types requiring runtime efficiency, such as the numeric types.
  • The abstract interface type, which is used for defining a set of operations common to a set of either reference or value types that implement the interface.
CTS는 다음과 같은 세가지 일반적 클래스 타입을 가진다.
- 다형적 레퍼런스 타입: 클래스 상속을 위해 사용되는 것
- 다형적이지 않은 값 타입: 이러한 녀석은 runtime 효율성을 위해서 필요한 concrete type들인데 예를 들자면 숫자 타입들 (int, float)
- 추상적 인터페이스 타입: 이것은 인터페이스를 구현하는 레퍼런스나 값 타입의 공통된 operation들을 정의하기 위해 사용되는 것
말은 참 어렵게 써놓긴 했는데 단순하게 생각하면 C++ 클래스의 상속과 추상 클래스를 떠올리면 거의 맞아 떨어진다. 

와우, 아래의 글을 좀 읽어봤는데 생각보다 내용이 깊다. 물론 CLI와 .NET Framework의 관계를 이해하는데는 엄청난 도움이 될 것이 분명하지만 이 글을 읽게된 이유는 코드 프로젝트 때문이기 때문에 일단 여기서 멈추고 나머지 부분은 차후에 번역해야 겠다.
This design aspect, the mapping of the CTS to a set of built-in language types, is common across all CLI languages although, of course, the syntax varies in each CLI language. So, for example, in C#, you would write
abstract class Shape { ... } // C#
to define an abstract Shape base class from which specific geometric objects are to be derived, while in C++/CLI you write
ref class Shape abstract { ... }; // C++/CLI
to indicate the exact same underlying CLI reference type. The two declarations are represented exactly the same way in the underlying IL. Similarly, in C#, you write
struct Point2D { ... } // C#
to define a concrete Point2D class, while in C++/CLI you write:
value class Point2D { ... }; // C++/CLI
The family of class types supported with C++/CLI represents an integration of the CTS with the native facilities, and that determines your choice of syntax. For example:
class native {};
value class V {};
ref class R {};
interface class I {};
The CTS also supports an enumeration class type that behaves somewhat differently from the native enumeration, and support is provided for both of those as well:
enum native { fail, pass }; 
enum class CLIEnum : char { fail, pass}; 
Similarly, the CTS supports its own array type that again behaves differently from the native array. And again Microsoft provides support for both:
int native[] = { 1,1,2,3,5,8 }; 
array<int>^ managed = { 1,1,2,3,5,8 };
No CLI language is closer to or more nearly a mapping to the underlying CTS than another. Rather, each CLI language represents a view into the underlying CTS object model.

CLI Level of Detail
The second design aspect that must be considered when designing a CLI language is the level of detail of the underlying CLI implementation model to incorporate into the language. What kind of problems will the language be tasked to solve? Does the language have the tools necessary to do this? Also, what sort of programmers is the language likely to attract?
Take, for example, the issue of value types occurring on the managed heap. Value types can find themselves on the managed heap in a number of circumstances:
  • Through implicit boxing, when an instance of a value type is assigned to an Object or when a virtual method is invoked through a value type that is not overridden.
  • When that value type is serving as a member of a reference class type.
  • When that value type is being stored as the element type of a CLI array.
Whether the programmer should be allowed to manipulate the address of a value type of this sort is a CLI language design consideration that must be addressed.

What Are the Issues?
Any object located on the managed heap is subject to relocation during the compaction phase of a sweep of the garbage collector. Any pointers to that object must be tracked and updated by the runtime; the programmer cannot manually track it herself. Therefore, if you were allowed to take the address of a value type that might be on the managed heap, there would need to be a tracking form of pointer in addition to the existing native pointer.
What are the trade-offs to consider? On the one hand, there's simplicity and safety. Directly introducing support in the language for either one or a family of tracking pointers makes it a more complicated language. By not supporting this, the available pool of programmers is expanded because less sophistication is required. In addition, allowing the programmer access to these ephemeral value types increases the possibility of programmer error—she may purposely or inadvertently do dangerous things to the memory. By not supporting tracking pointers, a potentially safer runtime environment is created.
On the other hand, efficiency and flexibility must be considered. Each time you assign the same Object with a value type, a new boxing of the value occurs. Allowing access to the boxed value type allows in-memory update, which may provide significant performance improvements. Without a form of tracking pointer, you cannot iterate over a CLI array using pointer arithmetic. This means that the CLI array cannot participate in the Standard Template Library (STL) iterator pattern and work with the generic algorithms. Allowing access to the boxed value type allows significant design flexibility.
Microsoft chose to provide a collection of addressing modes that handle value types on the managed heap in C++/CLI:
int ival = 1024;
int^ boxedi = ival; 

array<int>^ ia = gcnew array<int>{1,1,2,3,5,8};
interior_ptr<int> begin = &ia[0];

value struct smallInt { int m_ival; ... } si;
pin_ptr<int> ppi = &si.m_ival;
The typical C++/CLI developer is a sophisticated system programmer tasked with providing infrastructure and organizationally critical applications that serve as the foundation over which a business builds its future. She must address both scalability and performance concerns and must therefore have a system-level view into the underlying CLI. The level of detail of a CLI language reflects the face of its programmer.
Complexity is not in itself a negative quality. Human beings are more complicated than single-cell bacteria, and that is certainly not a bad thing. However, when the expression of a simple concept is made complicated, that is usually considered to be a bad thing. In C++/CLI, the CLI team has tried to provide an elegant way to express complex subject matter.

Additional Functionality
A third design aspect is a language-specific layer of functionality above and beyond what is directly supported by the CLI. This may require a mapping between the language-level support and the underlying implementation model of the CLI. In some cases, this just isn't possible because the language cannot intercede with the behavior of the CLI. One example of this is the virtual function resolution in the constructor and destructor of a base class. To reflect ISO-C++ semantics in this case would require a resetting of the virtual table within each base class constructor and destructor. This is not possible because virtual table handling is managed by the runtime and not by the individual language.
So this design aspect is a compromise between what would be preferable to do, and what is feasible. The three primary areas of additional functionality that are provided by C++/CLI are the following:
  • A form of Resource Acquisition is Initialization (RAII) for reference types, in particular, to provide an automated facility for what is referred to as deterministic finalization of garbage- collected types that hold scarce resources.
  • A form of deep-copy semantics associated with the C++ copy constructor and copy assignment operator; however, these semantics could not be extended to value types.
  • Direct support of C++ templates for CTS types in addition to the CLI generic mechanism. In addition, a verifiable version of the STL for CLI types is provided.
Let's look at a brief example: the issue of deterministic finalization. Before the memory associated with an object is reclaimed by the garbage collector, an associated Finalize method, if present, is invoked. You can think of this method as a kind of super-destructor since it is not tied to the program lifetime of the object. This is called finalization. The timing of just when or even whether a Finalize method is invoked is undefined. This is what is meant by nondeterministic finalization of the garbage collector.
Nondeterministic finalization works well with dynamic memory management. When available memory gets sufficiently scarce, the garbage collector kicks in and solves the problem. Nondeterministic finalization does not work well, however, when an object maintains a critical resource such as a database connection, a lock of some sort, or perhaps native heap memory. In this case, it would be great to release the resource as soon as it is no longer needed. The solution that is currently supported by the CLI is for a class to free the resources in its implementation of the Dispose method of the IDisposable interface. The problem here is that Dispose requires an explicit invocation, and therefore is not likely to be invoked.
A fundamental design pattern in C++ is the aforementioned Resource Acquisition is Initialization, which means that a class acquires resources within its constructor. Conversely, a class frees its resources within its destructor. This is managed automatically within the lifetime of the class object.
Here's what reference types should do in terms of the freeing of scarce resources:
  • Use the destructor to encapsulate the necessary code for the freeing of any resources associated with the class.
  • Have the destructor invoked automatically, tied with the lifetime of the class object.
The CLI has no notion of the class destructor for a reference type. So the destructor has to be mapped to something else in the underlying implementation. Internally, then, the compiler performs the following transformations:
  • The class has its base class list extended to inherit from the IDisposable interface.
  • The destructor is transformed into the Dispose method of IDisposable.
That represents half of the goal. A way to automate the invocation of the destructor is still needed. A special stack-based notation for a reference type is supported; that is, one in which its lifetime is associated within the scope of its declaration. Internally, the compiler transforms the notation to allocate the reference object on the managed heap. With the termination of the scope, the compiler inserts an invocation of the Dispose method—the user-defined destructor. Reclamation of the actual memory associated with the object remains under the control of the garbage collector. Figure 1 shows an example.
ref class Wrapper {
    Native *pn;
public:
    // resource acquisition is initialization
    Wrapper( int val ) { pn = new Native( val ); } 

    // this will do our disposition of the native memory
    ~Wrapper(){ delete pn; }

    void mfunc();
protected:

    // an explicit Finalize() method—as a failsafe
    !Wrapper() { delete pn; }
};

void f1() 
{
   // normal treatment of a reference type
   Wrapper^ w1 = gcnew Wrapper( 1024 );

   // mapping a reference type to a lifetime
   Wrapper w2( 2048 ); // no ^ token !

   // just illustrating a semantic difference
   w1->mfunc(); 
   w2.mfunc();

   // w2 is disposed of here
}

// 
// ... later, w1 is finalized at some point, maybe
C++/CLI is not just an extension of C++ into the managed world. Rather, it represents a fully integrated programming paradigm similar in extent to the earlier integration of the multiple inheritance and generic programming paradigms into the language. I think the team has done an outstanding job.

So, What Did You Say About C++/CLI?
C++/CLI represents an integration of native and managed programming. In this iteration, that has been done through a kind of separate but equal community of source-level and binary elements, including Mixed mode (source-level mix of native and CTS types, plus a binary mix of native and CIL object files), Pure mode (source-level mix of native and CTS types, all compiled to CIL object files), Native classes (can hold CTS types through a special wrapper class only), and CTS classes (can hold native types only as pointers). Of course, the C++/CLI programmer can also choose to program in the CLI types alone, and in this way provide verifiable code that can be hosted, for example, as a stored procedure in SQL Server 2005.
So, returning to the question, what is C++/CLI? It is a first-class entry visa into the .NET programming model. With C++/CLI, there is a C++ migration path not just for the C++ source base but for C++ expertise as well. I find great satisfaction in that.

posted by 대갈장군