the evolution of c# part-i

The Evolution of C#버전 별 주요 특징

이규원

본 세미나의 목적

• C# 주요 변화과정 둘러보기• Remind

• 가려운 곳 긁기• 2%

본 세미나에서 다루는 것들

• C# 언어의 버전 별 발전 과정• C# 언어와 밀접한 .NET Framework 특징• C# 언어에 영향을 준 프로그래밍 언어들과의 비교

본 세미나에서 다루지 않는 것들

• C# 언어의 기초적인 문법 (if, foreach, using, try, lock, …)

• C# 언어와 직접적으로 관련되지 않은 .NET Framework 특징• C# 언어와 직접적으로 관련되지 않은 프레임워크 (TPL, WCF, Entity

Framework, …)

• 응용프로그램 플랫폼 (WPF, ASP.NET, …)

발표자

• 프로그래머• 통계학 학사 , 숭실대

(`97~`05)• Visual Studio 의 노예• 현 프리랜서• 위대한 ESM 팀 소속• 1989 년 BASIC 입문 on Ap-

ple IIe• 1991 년 C 입문 on 8086• 1992 년 음주 입문• 1997 년 C++ & Java 입문• 2005 년 C# 입문

[email protected]

http://justhackem.wordpress.com

http://facebook.com/gyuwon.yi

Keywords

1.0• Man-

aged

2.0• Generic

3.0• Linq

4.0• Dy-

namic

5.0• Async

1.0

Managed

Value Type vs. Reference Type

Delegate and Event

System.Object

• 모든 클래스 , 구조체 , 열거형 , 대리자의 상위 형식Object

ValueType

Enum

String

Exception

Attribute

Int32

Double

DateTime TypeCode

Delegate

System.Object 멤버

public virtual int GetHashCode()

public virtual string ToString()

public virtual bool Equals(object obj)

public Type GetType()

protected object MemberwiseClone()

public static bool ReferenceEquals(object objA, object objB)

public static bool Equals(object objA, object objB)

메모리 관리

• Stack• 메서드 흐름에 따라 할당과 해제• 값 형식 개체• 개체 참조 (reference)

• Heap• new 구문을 사용하여 할당• GC 에 의해 해제• 참조 형식 개체• Boxing 된 값 형식 개체• 필드 + 3 * 4bytes(on a 32-bit platform)• Defragmentation

Defragmentation

파편화된 메모리 모형

• 전체 용량 : 10

• 사용량 : 6

• 3 메모리 블럭 할당 불가

파편화가 해결된 메모리 모형

• 전체 용량 : 10

• 사용량 : 6

• 3 메모리 블럭 할당 가능

Value Type vs. Reference Type

Value Type• Stack or Heap

• 작고 빠름• 대입 시 값 복사• Boxing

Reference Type• Heap

• 런타임 멤버 바인딩• 대입 시 참조 복사• 상속• Garbage Collection

Boxing and Unboxing

• 참조 형식으로 형변환• System.Object

• 인터페이스• 복사본 생성• 참조 형식의 특징

Boxing and Unboxing

int value1 = 10;

object h1 = value1; // BoxingIComparable h2 = value1; // Boxingobject h3 = h2; // Reference copy

int value2 = (int)h3; // Unboxing

Console.WriteLine(object.Equals(h1, h2)); // TrueConsole.WriteLine(object.Equals(h2, h3)); // TrueConsole.WriteLine(object.ReferenceEquals(h1, h2)); // FalseConsole.WriteLine(object.ReferenceEquals(h2, h3)); // True

…

h1

value1

h2

h3

value2

: Int32

: Int32

Stack Heap

Boxing

Unbox-ing

Refer-ence copy Boxing

DEMO

Value Type Performance

Garbage Collection

• Mark and Sweep

• Root 개체들로부터 개체 참조 그래프를 탐색하며 Mark

• Mark 된 개체들은 생존

4bytes(on a 32-bit platform)

• 참조 변수• 메모리 주소• ≠ Pointers in C/C++

refObj

valObj

Instance

…

…

4bytes

Stack Heap

struct MyValType { … }

class MyRefType { … }

MyValType valObj = new MyVal-Type();

MyRefType refObj = new MyRefType();


• Type 정보• 런타임 바인딩

• 가상 멤버• 인터페이스 구현


class MySubType : MyRefType { … }

MyRefType refObj = new MySub-Type();

…

refObj : MyRefType

Instance

…

MySub-Type

descrip-tion

Type informa-tion 4bytes

Stack Heap


• 개체 핸들• GC 과정에서 개체 이동• 개체 이동 부하 최소화


MyRefType ref1 = new MyRefType();

MyRefType ref2 = ref1;

object obj = ref2;ref2

ref1

In-stance

In-stance

Handle

obj

4bytes

Stack Heap

Delegates

• 메서드를 기억하고 호출을 대리하는 개체• 메서드 포인터 + 메타데이터 + 대상 개체 참조• 이벤트• 무명 메서드• Lambda expression

• Delegate Delegate.CreateDelegate(…, MethodInfo)

DEMO

Delegate Performance

Event

• 대리자에 대한 접근을 노출하는 add 메서드와 remove 메서드 집합• 외부에 +=(subscribe)/ -=(unsubscribe) 연산 노출• 이벤트 소유자만 이벤트 publish 가능

Event 구현 (Implicit vs. Explicit)

public class MyClass{ public event EventHandler Event1;

private EventHandler _event2; public event EventHandler Event2 { add { this._event2 += value; } remove { this._event2 -= value; } }}

Event Publishing

public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;protected virtual void OnPropertyChanged(PropertyChangedEventArgs e){ if (this.PropertyChanged != null) this.PropertyChanged(this, e);}private string _name;public string Name{ get { return this._name; } set { this._name = value; this.OnPropertyChanged(new PropertyChangedEventArgs("Name")); }}

Event 메모리 사용

• 초기화된 인스턴스• 어떤 이벤트도 구독되지 않은 상태• 모든 이벤트 대리자 필드 값이 null 인 경우• 이벤트 수 * 4bytes(on a 32-bit platform)

• System.Windows.Forms.Control 클래스 이벤트 수 ≒ 70

EventHandlerList

• System.ComponentModel 네임스페이스• 이벤트 핸들러 대리자 목록 관리• 구독된 이벤트에 대해서만 메모리 할당• 이벤트 수가 적으면 비경제적• 이벤트 수가 많을수록 경제적

EventHandlerList 기반 구현

private EventHandlerList _events = new EventHandlerList();private static readonly object PropertyChangedKey = new object();public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged{ add { this._events.AddHandler(PropertyChangedKey, value); } remove { this._events.RemoveHandler(PropertyChangedKey, value); }}protected virtual void OnPropertyChanged(PropertyChangedEventArgs e){ var h = _events[PropertyChangedKey] as PropertyChangedEven-tHandler; if (h != null) h(this, e);}

Subscriber 참조

EventPublisher publisher = new EventPublisher();

publisher.Fire += new EventSubscriber("Mac").Handler;new EventSubscriber("Tosh");

GC.Collect();GC.WaitForPendingFinalizers();

publisher.RaiseFire();

Console.WriteLine("Finish");

Heap

Stack Walker

publisher

“Mac” “Tosh”

: Even-tHandler

WeakEventHandler

EventPublisher publisher = new EventPublisher();

new WeakEventHandler(publisher, new EventSubscriber("Mac"));new EventSubscriber("Tosh");

GC.Collect();GC.WaitForPendingFinalizers();

publisher.RaiseFire();

Console.WriteLine("Finish");

Heap

Stack Walker

publisher

“Mac” “Tosh”

: WeakEven-tHandler

: Even-tHandler

Weak Reference

I’m too weak. Don’t

kill me.

DEMO

Weak Event Subscription

Explicit Interface Implementation

interface IMyIntf1 { string Foo(); }

interface IMyIntf2 { string Foo(); }

class MyClass : IMyIntf1, IMyIntf2

{

public string Foo() { return "Hello"; }

string IMyIntf2.Foo() { return "World"; }

}

DEMO

Explicit Interface Implementation

Summary

• System.Object

• Garbage Collection

• Value Types and Reference Types

• Delegates and Events

• Explicit Interface Implementation

Take a break

2.0

Generic

Anonymous methods

Iterator methods

struct Nullable<T> where T : struct

Generic

• Reusable Code Definition

• Class, Interface, Delegate and Method

• Constraints

Code Definition

• 형식 안정적 코드 재사용• 어셈블리에 빌드• 런타임 코드 생성• 성능 향상• 값 형식에 대해 메모리 사용량 감소

Code Definition

: List<double> : List<string>

: double

: double

: double

…

: string^

: string^

: string^

…

: string

: string

: string

Class Definition

List<T>

: ArrayList

: object^

: object^

: object^

…

: double

: double

: double

DEMO

System.Collections.ArrayList vs. System.Collections.Generic.List<T>

Generic 제약조건

• 제네릭 코드에 사용할 수 있는 형식 매개변수를 제한• class/ struct

• Base Types

• new()

• 예 ) 매개변수가 없는 생성자를 제공하고 자신이 형식 매개변수인 IComparable<> 인터페이스를 구현하는 참조 형식where T : class, IComparable<T>, new()

Anonymous Methods

• Closure

• 부모의 이름 범위에 접근하는 내장 메서드• 이벤트 핸들러• 콜백 메서드

지역 변수 접근

int value = 0;

JobBuffer jobBuffer = new JobBuffer();

jobBuffer.Push(delegate() { value += 1; });

jobBuffer.Push(delegate() { value += 10; });

Console.WriteLine("Value: {0}", value);

jobBuffer.Flush();

Console.WriteLine("Value: {0}", value);

지역 변수 접근 구현

DEMO

Anonymous Methods

In Loops

Proc[] procs = new Proc[5];

for (int i = 0; i < procs.Length; i++)

{

procs[i] = delegate() { return i * i; };

}

foreach (Proc proc in procs)

Console.WriteLine(proc());

What do you ex-pect?

In Loops

Proc[] procs = new Proc[5];

for (int i = 0; i < procs.Length; i++)

{

int n = i;

procs[i] = delegate() { return n * n; };

}

foreach (Proc proc in procs)

Console.WriteLine(proc());

DEMO

Anonymous Methods in Loops

Iterator Methods

• 동일한 형식의 순차적 요소 집합을 제공하는 메서드• 컴파일러에 의해 생성되는 시퀀스• IEnumerable<T> 또는 IEnumerator<T>

• yield return

• yield break

• 데이터가 아닌 논리 ( 지연된 실행 )

• Linq operations

Arithmetic Progression 직접 구현

private readonly double _init;private readonly double _diff;private readonly int _n;

public ArithmeticProgressionEnumerable(double initialTerm, double dif-ference, int count){ this._init = initialTerm; this._diff = difference; this._n = count;}

public IEnumerator<double> GetEnumerator() { return new Enumerator(this); }IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() { return this.GetEnumerator(); }

Arithmetic Progression 직접 구현

private ArithmeticProgressionEnumerable _source;private int _pos;

public Enumerator(ArithmeticProgressionEnumerable enumerable){ this._source = enumerable; this._pos = 0; }

public bool MoveNext(){ if (this._pos >= this._source._n) return false; this._pos++; return true;}

public double Current{ get { if (this._pos <= 0) throw new InvalidOperationException(); return this._source._init + this._source._diff * (this._pos - 1); }}

public void Reset() { this._pos = 0; }

Arithmetic Progression Iterator

IEnumerable<double> ArithmeticProgression(double initial-Term, double difference, int count)

{

for (int i = 0; i < count; i++)

yield return initialTerm + difference * i;

}

Arithmetic Progression Iterator 빌드

Delayed Execution

public IEnumerable<int> MyIterator(){ Console.WriteLine("Ready"); yield return 1; Console.WriteLine("Done");}

var s1 = MyIterator();var s2 = MyIterator();Console.WriteLine("I have 2 sequences.");foreach (int e in s2) Console.WriteLine(e);

DEMO

Delayed Execution

System.Nullable<>

• 값 형식 변수에 null 상태를 부여하는 값 형식 (Boxing and Unboxing)

• + : System.Boolean

• Nullable<type_name> or type_name?

• System.Nullable 도우미 static 클래스• GetType()

Nullable<> 핵심 코드

public struct Nullable<T> where T : struct{ private bool hasValue; internal T value;

public Nullable(T value) { this.value = value; this.hasValue = true; } public bool HasValue { get { return this.hasValue; } } public T Value { get { if (!this.HasValue) ThrowHelper.ThrowInvalidOperationExcep-tion(…); return this.value; } } public static implicit operator T?(T value) { return new T?(value); } public static explicit operator T(T? value) { return value.Value; }}

Nullable<> 산술 연산

double x = 2;double? y = null;Write(x * y); // nully = 10;Write(x * y); // 20

Nullable<> 대입 연산

int? x = null;double y;double? z;

y = x;// error CS0266: Cannot implicitly convert type 'int?' to 'double'.

y = (double)x;// InvalidOperationException: Nullable object must have a value.

z = x;

Nullable<> 비교 연산

int x = 10;

int y = 20;

int? z = null;

Console.WriteLine((x < y) == !(x >= y)); // True

Console.WriteLine((x < z) == !(x >= z)); // False

Summary

• Generic

• Anonymous Methods

• Iterator Methods

• Nullable

다음 시간에는…

• Linq 는 링큐인가 ? 링크인가 ?

• .NET 프로그래머에게 “ Duck typing” 의 의미• 비동기 I/O 하려면 Node.js 로 가야 하나 ?

감사합니다

the evolution of c# part-i

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