extern

extern 키워드를 사용하면 플랫폼 간 상호 운용성, 성능 최적화, 코드의 안전성과 에러 처리를 모색할 수 있다.

 

플랫폼 간 상호 운용성

C# 언어를 사용하는 프로젝트에서 이외의 언어로 작성된 라이브러리 함수를 호출하는 경우는 아주 흔하게 발생하는 상황이다. 예를 들어서 C#에서 Windows API를 호출하려면 DllImport 속성을 사용해서 C# 코드에서 네이티브 코드 함수를 선언해야 한다. 이를 통해 C# 프로그램에서 운영 체제 수준의 다양한 기능을 직접적으로 사용할 수 있다.

 

Windows API 중 몇 가지 간단한 함수를 사용해 본다.

namespace Test
{
    using System;
    using System.Text;
    using System.Runtime.InteropServices;

    internal class Program
    {
        [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
        public struct SYSTEMTIME
        {
            public ushort Year;
            public ushort Month;
            public ushort DayOfWeek;
            public ushort Day;
            public ushort Hour;
            public ushort Minute;
            public ushort Second;
            public ushort Milliseconds;
        }

        [DllImport("Kernel32.dll")]
        public static extern bool SetConsoleTitle(string title);
        

        [DllImport("Kernel32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
        public static extern uint GetConsoleTitle(StringBuilder buffer, uint size);

        [DllImport("Kernel32.dll")]
        public static extern void GetSystemTime(out SYSTEMTIME st);

        static void Main(string[] args)
        {
            SetConsoleTitle("Bak's Console");
            Console.WriteLine("Hello, World!");

            StringBuilder buffer = new StringBuilder(256); // Define buffer size according to your need
            GetConsoleTitle(buffer, (uint)buffer.Capacity);
            Console.WriteLine("Console Title: " + buffer.ToString());

            SYSTEMTIME st;
            GetSystemTime(out st);
            Console.WriteLine("Current System Time: {0}-{1}-{2} {3}:{4}:{5}.{6}",
                st.Year, st.Month, st.Day, st.Hour, st.Minute, st.Second, st.Milliseconds);

            Console.ReadLine();
        }
    }
}

 

실행 결과

C# - extern kernel32.dll

 

외부 함수 SetConsoleTitle을 사용해서 실행되는 콘솔의 타이틀을 변경하고 GetConsoleTitle을 사용해서 변경한 콘솔의 타이틀을 가지고 와서 콘솔에 찍어본다. 그리고 GetSystemTime을 사용해서 현재 실행 중인 장치의 시간을 가지고 온다.

 

코드를 보면 알 수 있듯이 필요한 기능을 사용하기 위해서는 어트리뷰트를 선언할 때 추가로 필요한 값들이나 사용하고자 하는 함수의 반환값, 필요한 파라미터 등에 대한 정보들이 필요하다.

 

이러한 정보들은 마이크로소프트 공식 문서나 또는 이를 주제로 하는 커뮤니티에서 확인할 수 있고 이외 라이브러리들도 제공하는 곳에서 API 문서를 확인할 수 있다.

 

성능 최적화

C# 코드 내에서 수학 계산이나 이미지 처리와 같은 고성능의 연산을 요구하는 네이티브 라이브러리 함수를 호출하는 방법이 있다. 이러한 방식은 매니지드 코드(Managed Code)에 비해 실행 속도가 빠른 네이티브 코드의 이점을 활용할 수 있게 해 준다.

 

네이티브 코드를 사용하는 것이 언제나 성능적으로 이점이 있다고 할 수는 없으므로 해당 목적을 위해서 외부 라이브러리를 사용한다고 했을 때에는 .Net 환경에서 이미 최적화된 상태인 C# 라이브러리의 성능과 비교해서 네이티브 코드를 사용했을 때에 성능적인 이점이 있을 때 사용하는 것이 좋다.

 

 

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extern

'외부의'라는 뜻을 가지는 External의 약자로 외부에 선언된 함수 또는 객체임을 명시하는 역할을 한다.

이때 외부란 C# 코드 이외의 언어로 작성된 코드를 뜻하며 DLL이나 C/C++ 등으로 작성된 함수를 말한다.

이런 외부에서 작성된 코드 즉, C# 및. Net 프레임 워크에서 사용되지 않는 코드 다시 말해서 CLR에서 관리되지 않는 코드를 unmanaged code라고 하는데 이러한 unmanaged code를 불러오기 위해서는 interop 기술이 필요하다.

 

Interop 정리글

 

간략하게 Interop은 다른 언어나 플랫폼에서 작성된 코드를 호출하거나 받는 기술로 COM, P/Invoke, C++/CLI 등이 대표적으로 있는데 extern 키워드는 이러한 함수나 객체가 외부의 것임을 나타내는 역할을 한다.

 

일반적으로 C#에서 많이 사용하는 P/Invoke 방식은 DllImport arttribute와 함께 사용한다.

이 경우 메서드는 반드시 static으로 선언되어야 한다.

// Microsoft AVI File support library
[DllImport("avifil32.dll")] // Interop, P/Invoke
private static extern void AVIFileInit();

 

extern alias

.Net 어셈블리에서 다른 버전의 동일한 어셈블리의 참조가 필요한 경우에 사용할 수 있다.

일반적으로 .Net 프로젝트에서 어셈블리의 참조는 using이나 Imports를 사용하여 참조하는데 만약 서로 다른 버전의 어셈블리를 참조하는 경우에는 컴파일러가 어떤 버전을 사용해야 하는지 구분이 필요하기 때문에 이런 경우 extern alias 키워드를 사용한다.

 

동일한 어셈블리를 버전별로 참조하기 위해서는 각각의 어셈블리를 특정시킬 수 있도록 만드는 작업이 필요하다.

특정시키는 방법으로는 각 어셈블리의 별칭을 지정하는 방법과 이름을 변경하는 방법이 있다.

 

Alias

어셈블리의 별칭을 지정하는 방법은 대표적으로 두 가지 방법이 있다.

 

1. Visual Studio 

비주얼 스튜디오의 솔루션 탐색기에서 별칭을 수정할 수 있다.

Assembly > 우클릭 속성 > Aliases 수정

2. 프롬프트 창

프롬프트에서 어셈블리에 별칭을 부여할 수 있다.

/r:GridV1=grid.dll
/r:GridV2=grid20.dll

 

각각의 어셈블리에 외부에서 사용할 별칭 GridV1과 GridV2가 지정된다.

 

이렇게 별칭을 지정해 주면 extern 키워드를 사용하여 별칭을 참조하면 동일한 어셈블리를 구분해서 참조가 가능해진다.

extern alias GridV1;
extern alias GridV2;
// can using namespace
using Class1V1 = GridV1::Namespace.Class1;
using Class1V2 = GridV2::Namespace.Class1;

 

Name

별칭을 지정하지 않고 이름을 변경하는 방법으로도 참조가 가능하다.

비주얼 스튜디오에서 별칭을 수정했던 설정창을 다시 켜보면 상단에 이름 속성을 확인할 수 있다.

이름을 사용하기 위해서는 별칭이 지정되지 않아야 하므로 별칭을 지우고 이름을 수정한다.

 

그 후에 C#에서 Type.GetType 메서드를 사용하면 어셈블리에서 Type을 가져올 수 있는데 이때 어셈블리의 전체 이름을 사용하여 Type을 가져오면 해당 어셈블리를 특정해서 참조할 수 있게 된다.

Type myType = Type.GetType("MyNamespace.MyType, MyAssembly");

 

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