10-2.이벤트

10-2-1.멀티캐스트

Delegate로부터 파생되는 델리게이트는 메서드 하나만 가리키는데 비해 MulticastDelegate로부터 파생되는 델리게이트는 호출할 메서드의 목록을 가지고 있어 둘 이상의 메서드를 가리킨다. 어떤 타입을 사용할 것인지는 취하는 연산을 보고 컴파일러가 자동으로 결정한다.

메서드를 추가할 때는 + 연산자나 += 연산자를 사용하며 반대로 제거할 때는 -나 -= 연산자를 사용한다. 통상 자기 자신의 목록에 메서드를 추가, 삭제하므로 +=, -= 연산자가 사용된다. 멀티캐스트 델리게이트를 호출하면 등록된 메서드를 순서대로 호출한다.

 

MultiCast

using System;

 

delegate void Dele(int a);

 

class CSTest {

             public static void Method1(int a) { Console.WriteLine("Method1 " + a); }

             public static void Method2(int a) { Console.WriteLine("Method2 " + a); }

             static void Main() {

                           Dele d;

                           d = Method1;

                           d += Method2;

                           d(34);

             }

}

실행결과

Method1 34

Method2 34

 

d에 Method1을 대입한 후 += 연산자로 Method2를 추가했다. 추가 동작을 했으니 멀티캐스트로 생성된다. d 객체에는 Method1과 Method2가 등록되며 d를 호출하면 두 메서드가 순서대로 호출된다. 최초 null로 초기화하면 항상 += 연산자로 메서드를 추가할 수 있어 일관성이 있다.

 

Dele d = null;

d += Method1;

d += Method2;

 

여러 메서드를 한꺼번에 호출하려면 리턴 타입은 void여야 한다. 임의 타입을 리턴하는 것을 문법적으로 금지하지는 않지만 마지막 메서드의 리턴값만 유효한 논리적인 문제가 있다. 같은 이유로 출력용(out) 인수가 있어도 안된다.

멀티 캐스팅은 하나의 사건을 여러 객체에 동시에 전달할 때 사용한다. 비디오 대여점의 최신작 비디오는 인기가 많아 서로 빌려 가려고 줄을 선다. 사장님은 줄 선 고객의 명단을 작성해 놓고 최신작이 출시되면 고객에게 알려 주는 서비스를 한다. 이럴 때 멀티 캐스팅이 필요하다. 최신작 비디오 출시는 하나의 사건이고 이 사건을 기다리는 고객은 여러 명이다. 일괄적으로 통지를 보내려면 미리 목록을 작성해 두었다가 모든 고객에게 동시에 알려야 한다. 이 상황을 코드로 구현해 보자.

 

NewVideo

using System;

 

delegate void Notice(string Movie);

 

class Mania {

             private int id;

             public Mania(int aid) {

                           id = aid;

             }

             public void RendMe(string Movie) {

                           Console.WriteLine($"{id}번 고객이 {Movie}를 빌려간다.");

             }

}

 

class CSTest {

             static void Main() {

                           Mania[] arMania = new Mania[10];

                           for (int i = 0; i < 10; i++) {

                                        arMania[i] = new Mania(i);

                           }

 

                           Notice RentCall = null;

                           RentCall += arMania[1].RendMe;

                           RentCall += arMania[4].RendMe;

                           RentCall += arMania[6].RendMe;

                           RentCall += arMania[9].RendMe;

 

                           RentCall("연필부인 흑심 품었네");

             }

}

실행결과

1번 고객이 연필부인 흑심 품었네를 빌려간다.

4번 고객이 연필부인 흑심 품었네를 빌려간다.

6번 고객이 연필부인 흑심 품었네를 빌려간다.

9번 고객이 연필부인 흑심 품었네를 빌려간다.

 

고객은 고유의 ID를 가지며 비디오를 빌려 보는 RendMe 동작을 한다. Main에서 10명의 고객 객체를 생성했다. Notice는 비디오를 빌려 보는 메서드의 목록을 가리키는 타입이며 인수는 빌려볼 비디오 제목이다. RentCall 객체는 최신작을 기다리는 고객의 RendMe 메서드 목록을 가진다.

RentCall 델리게이트에 고객의 RendMe 메서드를 등록하는 것은 "최신작이 나오면 저한테 좀 빌려 주세요"라고 미리 부탁해 놓는 것이다. 1, 4, 6, 9번 고객이 등록했으며 사장님은 최신작이 나오는 즉시 RentCall만 호출하면 된다. 이 목록에 등록된 고객이 순서대로 와 비디오를 빌려간다. 멀티캐스트가 없다면 별도의 자료 구조를 만들어 목록을 작성하고 최신작 발표 사실을 고객들에게 알리기 위해 루프를 돌아야 한다. 어렵지는 않지만 직접 하기는 귀찮다. 이 작업을 대신해 주는 것이 멀티캐스트 델리게이트이다.

10-2-2.이벤트

이벤트(Event)는 멀티캐스트 델리게이트로 구현되며 어떤 사건이 발생했을 때 호출할 메서드의 목록이다. 이벤트에 의해 호출되는 메서드를 이벤트 핸들러라고 부른다. 메시지 구동 시스템에서 코드를 순차적으로 실행하지 않고 발생한 사건에 따라 반응하는 방식으로 처리한다.

사용자나 주변 장치에 의해 발생하는 일체의 변화를 이벤트라고 하며 운영체제는 이벤트가 발생할 때마다 메시지를 보내 처리할 기회를 제공하다. 메시지를 객체지향적으로 캡슐화한 것이 바로 이벤트이다. 이벤트의 선언 형식은 다음과 같다.

 

지정자 event 델리게이트 이름;

 

이벤트는 델리게이트의 객체 형식으로 선언한다. 델리게이트는 어떤 인수를 받는지 정의하여 이벤트 핸들러의 형태를 규정한다. 다음 예제는 데이터 수신 객체가 네트웍으로 데이터를 전송받다가 완료되면 이벤트로 지정한 메서드를 호출하여 전송 완료 사실을 알린다.

 

CompleteEvent

실행결과

using System;

 

delegate void Notice();

 

class Printer {

             public void Print() {

                           Console.WriteLine("수신된 데이터를 인쇄합니다.");

             }

}

 

class Receiver {

             public event Notice OnComplete;

             public void Receive() {

                           for (int i = 0; i < 100; i += 10) {

                                        Console.WriteLine(i + "% 수신중");

                                        System.Threading.Thread.Sleep(200);

                           }

                           if (OnComplete != null) OnComplete();

             }

}

 

class CSTest {

             static void Main() {

                           Printer P = new Printer();

                           Receiver R = new Receiver();

                           R.OnComplete += P.Print;

                           R.Receive();

             }

}

0% 수신중

10% 수신중

20% 수신중

30% 수신중

40% 수신중

50% 수신중

60% 수신중

70% 수신중

80% 수신중

90% 수신중

수신된 데이터를 인쇄합니다.

 

순차적으로 메시지를 수신하며 완료시 인쇄한다. Receiver 클래스의 Receive 메서드는 네트웍에서 데이터를 수신하는데 꽤 오랜 시간이 걸린다. 호출원에서 수신이 완료될 때 어떤 동작, 예를 들어 인쇄하고 싶다면 이벤트를 등록해 둔다. Receiver 클래스는 수신 완료시 호출할 메서드를 저장하기 위해 Notice 타입의 OnComplete 이벤트를 가진다. Notice는 단순히 작업 완료 사실만 통보 받으므로 인수나 리턴값은 없다.

Receive를 호출하기 전에 OnComplete 이벤트에 수신 완료 후에 호출할 메서드를 미리 등록해 둔다. 인쇄를 담당하는 Printer 객체의 Print 메서드를 OnComplete 이벤트에 등록하여 수신 완료 사건에 대해 인쇄 동작으로 반응한다. 이벤트 핸들러를 등록해 놓지 않으면 수신만 될 뿐 호출원이 수신 완료 사실을 알 수 없다.

이 예제의 경우 Receive 메서드가 리턴할 때가 수신 완료 시점이며 이때 인쇄 작업을 해도 된다. 그러나 여러 개의 작업이 비동기적으로 진행되는 멀티 스레드 환경에서는 완료 시점을 정확히 알 수 없다. 그래서 각 객체가 고유의 작업을 알아서 처리하되 요청한 사건이 발생할 때 서로 통신할 수 있는 이벤트가 필요하다.

이벤트에 대한 상세한 정보가 있으면 이벤트 핸들러로 인수를 전달한다. 이벤트를 발생시킨 주체와 이벤트에 대한 정보를 EventArgs 등의 객체로 전달한다. 수신 객체가 둘 이상이면 누가 수신 완료했는지 알려야 하며 수신된 파일에 대한 정보도 필요하다.

이벤트 핸들러는 발생한 사건을 처리할 뿐 요청이나 질문에 응답하는 것이 아니어서 리턴값은 없다. 보통 비동기적으로 호출되어 리턴을 받아줄 주체도 없다. 꼭 리턴이 필요하다면 출력용 인수를 대신 사용한다.

델리게이트와 이벤트는 거의 비슷하다. 메서드의 목록을 저장하는 것은 델리게이트로도 충분한데 왜 굳이 이벤트라는 것을 또 만든 것일까? 위 예제의 OnComplete 선언문에서 event 키워드를 빼고 델리게이트로 선언해도 잘 동작한다.

 

public Notice OnComplete;

 

이벤트와 델리게이트는 사용 목적이 같다. 그러나 정말 똑같다면 굳이 이벤트라는 것을 정의해 놓았을 리가 없다. 이벤트는 델리게이트에 비해 기능이 제한적이다. 핸들러를 추가, 삭제만 할 수 있고 목록을 보거나 관리할 수는 없다. 이벤트에 이런 고급 기능까지 필요 없으며 있어 봐야 난이도만 높아지고 부주의한 사용으로 인해 안정성까지 위협받는다. 그래서 델리게이트는 숨기고 최종 사용자가 편리하게 쓸 수 있는 더 간단한 이벤트만 공개한다.

컴파일러는 이벤트에 메서드를 첨삭하는 접근자를 정교하게 작성하여 멀티 스레드에 대해서도 안전하다. 접근자는 스레드에 안전한 방법으로 메서드를 첨삭한다. 앞 예제의 OnComplete 이벤트는 컴파일러에 의해 다음과 같이 구현된다. 이벤트 선언문을 이 코드로 대체해도 잘 동작한다.

 

public Notice __OnComplete;

public event Notice OnComplete {

         add {

                      lock (this) { __OnComplete += value; }

         }

         remove {

                      lock (this) { __OnComplete -= value; }

         }

}

 

델리게이트는 __OnComplete라는 이름으로 숨긴다. OnComplete 이벤트 내부에는 add, remove 접근자 블록이 생성되며 이벤트에 대해 += 연산을 하면 add가 호출되고 -= 연산을 하면 remove가 호출된다. 사용자가 이벤트에 대해 할 수 있는 조작은 이 두 가지와 이벤트를 호출하는 것 뿐이다.

접근자는 대상 메서드를 암시적 인수 value로 받아 숨겨진 __OnComplete 델리게이트에 추가 및 제거한다. 이때 lock 명령으로 객체를 잠궈 다른 스레드가 방해하지 않도록 한다. 멀티 스레드 환경에서는 하나의 대상을 동시에 수정하여 민감한 문제가 발생하는데 lock명령으로 동기화하여 말썽을 원천 차단한다.

add, remove 접근자를 직접 작성하면 목록을 더 효율적으로 관리하거나 null 참조에 대한 에러까지 섬세하게 처리할 수 있다. 목록이라고 해 봐야 기껏 한 두 개의 메서드에 불과해 고급 기능까지는 필요 없다. 컴파일러의 자동 코드만 해도 충분하다. 이벤트는 델리게이트의 복잡한 문법을 숨겨 편의성을 높이고 난이도를 떨어뜨린다. 디자인 타임에 비주얼 방식의 핸들러 편집이 가능해 편리하고 생산성이 향상된다. 비주얼 스튜디오는 이런 기능을 훌륭하게 지원하는데 버튼의 클릭 이벤트를 처리해 보자.

 

ClickEvent

실행결과

using System;

 

public delegate void DeleClick();

class Button {

             public event DeleClick Click;

             public void Draw() {

                           Console.WriteLine("나는 버튼입니다.");

             }

             public void OnClick() {

                           if (Click != null) Click();

             }

}

 

class CSTest {

             static void GameStart() {

                           Console.WriteLine("게임을 시작합니다.");

                           for (int i = 0; i < 50; i++) {

                                        Console.Write('.');

                                        System.Threading.Thread.Sleep(50);

                           }

                           Console.WriteLine("\n게임 끝났다 치고.");

             }

             static void Main() {

                           Button BtnStart = new Button();

                           BtnStart.Draw();

                           BtnStart.Click += GameStart;

                           Console.WriteLine("S:게임 시작 , E:끝");

                           for (; ; )

                           {

                                        if (Console.KeyAvailable) {

                                                     ConsoleKeyInfo cki;

                                                     cki = Console.ReadKey();

                                                     if (cki.Key == ConsoleKey.S) {

                                                                  BtnStart.OnClick();

                                                     }

                                                     if (cki.Key == ConsoleKey.E) {

                                                                   break;

                                                     }

 

                                        }

                                        System.Threading.Thread.Sleep(100);

                           }

             }

}

나는 버튼입니다.

S:게임 시작 , E:끝

s게임을 시작합니다.

..................................................

게임 끝났다 치고.

s게임을 시작합니다.

..................................................

게임 끝났다 치고.

 

버튼의 캡션이 출력되고 누르면 게임을 시작하거나 끝낸다. 버튼은 마우스로 클릭하는 장치이지만 콘솔에서 마우스를 쓸 수 없어(정말 못쓰는 건 아니지만 번거롭다.) 편의상 키보드 S를 누르는 것으로 클릭을 대신했다. Button 클래스에 Click 이벤트가 선언되어 있고 Main에서 GameStart 핸들러를 할당했다. S키를 누르면 버튼의 OnClick 메서드가 호출되고 여기서 Click에 저장된 메서드를 호출하여 게임을 시작한다.

텍스트 환경이라 흉내만 냈는데 개념만 이해하고 넘어가자. 그래픽 환경에서 이벤트를 등록하고 편집하는 것은 개발툴이 다 하도록 되어 있어 개발툴 사용법만 잘 익히면 된다. 다만 개발툴이 내부에서 어떤 동작을 한다는 것과 개발툴이 생성한 코드를 이해하면 응용력이 더 넓어진다.

10-2-3.익명 메서드

델리게이트의 참조 대상은 코드를 가지는 메서드이며 따라서 델리게이트를 사용하려면 원형이 같은 메서드가 존재해야 한다. 다음 예제는 두 정수를 받아 합을 리턴하는 함수를 같은 원형의 델리게이트로 간접적으로 호출한다.

 

DeleCall

실행결과

using System;

 

delegate int Dele(int a, int b);

 

class CSTest {

             public static int Add(int a, int b) {

                           return a + b;

             }

             static void Main() {

                           Dele d = Add;

                           int k = d(2, 3);

                           Console.WriteLine(k);

             }

}

5

 

특정 델리게이트가 요구하는 코드를 실행하려면 메서드를 따로 만들어야 한다. 코드를 담을 수 있는 최소한의 단위가 메서드이기 때문이다. 까짓거 하나 만들면 되지만 return a + b같은 짧은 코드나 한 줄짜리 이벤트 핸들러를 일일이 만드는 것은 부담스럽다.

실제 코드보다 헤더나 본체를 감싸는 블록이 더 길고 메서드가 많으면 관리하기도 번거롭다. 이벤트 핸들러는 특정한 상황에서 딱 한 번만 호출되는 일회용이어서 반복 제거의 의미도 없고 일일이 이름을 붙이는 것조차도 귀찮다. 그래서 닷넷 2.0부터는 이름없는 익명 메서드를 지원한다.

 

delegate(인수 목록) { 메서드 코드 };

 

delegate 키워드로 시작하며 인수 목록과 { } 블록 안의 본체를 정의한다. Add 메서드를 익명 메서드로 작성해 보자.

 

Anonymous

using System;

 

delegate int Dele(int a, int b);

 

class CSTest {

             static void Main() {

                           Dele d = delegate (int a, int b) { return a + b; };

                           int k = d(2, 3);

                           Console.WriteLine(k);

             }

}

 

delegate 키워드 다음에 인수 목록을 쓰고 본체 내용을 코드 블록에 집어 넣으면 된다. 같은 원형의 델리게이트 d로 익명 메서드를 대입받았다. 익명 메서드는 값으로 분류되므로 대입문 끝의 세미콜론을 빼먹지 않도록 주의하자. d는 return a + b 코드를 가지며 d(2, 3) 호출에 의해 이 코드 블록이 호출된다. Add 메서드가 사라지고 코드만 익명 메서드로 남았다. 익명 메서드가 델리게이트를 대체하므로 델리게이트를 요구하는 메서드의 실인수로 넘겨도 된다.

 

AnonPara

using System;

 

delegate int Dele(int a, int b);

 

class CSTest {

             static int Calc(Dele d) {

                           return d(2, 3);

             }

             static void Main() {

                           int k;

                           k = Calc(delegate (int a, int b) { return a + b; });

                           Console.WriteLine(k);

                           k = Calc(delegate (int a, int b) { return a * b; });

                           Console.WriteLine(k);

             }

}

 

Calc 메서드는 두 개의 정수를 취하는 메서드를 인수로 받아 대신 호출한다. Dele 타입의 메서드가 필요하지만 일일이 만들 필요 없이 호출문에서 익명 메서드를 만들어 바로 넘겨 버리면 된다.

델리게이트에 대입되는 익명 메서드는 델리게이트가 요구하는 원형과 일치하는 것이 이상적이다. 그러나 정확하게 일치하지 않더라도 대입이 허용되는 경우도 있다. 다음 예제로 테스트해 보자. 주석 처리된 코드는 에러가 발생하는 줄이다.

 

DeleAssign

using System;

 

delegate int Dele(int a, string b);

delegate void Deleout(int a, out int b);

 

class CSTest {

             static void Main() {

                           Dele d1 = delegate (int a, string b) { return 0; };

                           //dele d2 = delegate(double a) { return 0; };

                           //dele d3 = delegate(int a, string b) { };

                           Dele d4 = delegate { return 0; };

                           int k = d4(1, "abcd");

 

                           Deleout d5 = delegate (int a, out int b) { b = 0; };

                           //deleout d6 = delegate { };

             }

}

 

Dele 델리게이트는 정수형 하나, 문자열 하나를 인수로 취하고 int를 리턴하는 메서드를 가리킨다. Dele 타입의 객체에 여러 가지 익명 메서드를 대입해 보았다. d1에 대입되는 익명 메서드는 dele 타입과 일치하여 문제가 없다. 반면 d2는 인수 목록이 다르고 d3는 리턴 타입이 맞지 않아 Dele 타입의 객체에 대입되지 않는다. 여기까지는 지극히 상식적이다. 그런데 d4에 대입되는 익명 메서드는 인수 목록이 다르지만 대입 가능하다. 규칙은 이렇다. 익명 메서드의 인수 목록은 델리게이트의 인수 목록과 정확하게 일치하거나 아니면 아예 없어야 한다. 인수 목록이 없다는 것은 본체에서 인수를 참조하지 않는다는 뜻이다.

바로 아래의 호출문 d4(1, "abcd")는 아무 문제없이 호출된다. 실인수 1과 "abcd"가 전달되지만 익명 메서드에서 참조하지 않는다. 전달되지 않은 인수를 참조하는 것은 불가능하지만 전달된 인수를 무시하는 것은 가능하다. 그러나 출력용 인수는 호출원에서 대입해 주기를 강제하는 것이어서 생략할 수 없다. Deleout 타입은 출력용 인수가 있는 메서드를 가리킨다. d5는 원형과 일치하는 익명 메서드를 대입받았으며 코드 블록에서 b의 값을 대입하므로 정상적이다. 반면 d6는 인수 목록이 아예 없으며 b의 값을 초기화하는 코드가 없어 에러 처리된다.

익명 메서드의 인수는 코드 블록에서만 사용할 수 있는 지역변수다. 블록내에서 더 필요한 지역변수를 선언해 쓸 수도 있다. 인수 및 지역변수 외에 익명 메서드가 속한 블록의 지역변수도 참조할 수 있는데 이를 외부 변수 또는 캡처된 변수라고 한다.

 

Capture

실행결과

using System;

 

delegate int Dele(int a, int b);

 

class CSTest {

             public static void SetDelegate(out Dele d) {

                           int k = 5;

                           d = delegate (int a, int b) { return a + b + k; };

             }

             static void Main() {

                           Dele d;

                           SetDelegate(out d);

                           int z = d(2, 3);

                           Console.WriteLine(z);

             }

}

10

 

SetDelegate 메서드는 출력용 인수로 전달된 d에 익명 메서드를 정의하여 대입한다. a, b는 익명 메서드의 지역변수이므로 코드 블록에서 사용 가능하다. SetDelegate의 지역변수 k도 참조할 수 있는데 이 변수가 바로 외부 변수이다. 익명 메서드가 자신이 속한 블록의 지역변수를 참조하는 것은 어찌 보면 자연스러워 보인다. 이때 외부 변수의 생명이 문제가 된다. 익명 메서드는 정의 시점과 호출 시점이 달라 호출될 가능성이 있는 동안에는 외부 변수도 계속 유효해야 한다.

그래서 익명 메서드를 참조하는 델리게이트가 모두 제거될 때까지 외부 변수의 생명은 연장된다. 외부 변수가 익명 메서드에 의해 붙잡힌 꼴이라 캡처된 변수라고 부른다. k는 SetDelegate 메서드의 지역변수에 불과하지만 자신을 참조하는 익명 메서드가 있는 한 계속 남아 있어야 한다. d를 호출할 때까지 k는 메모리에 남아 있으며 그래서 2, 3과 k의 값 5를 더한 10이 출력된다. d가 제거될 때 k도 같이 제거된다.

익명 메서드에는 복잡한 규칙이 적용된다. goto 명령으로 익명 메서드 블록 안으로 점프할 수 없고 여러 개의 익명 메서드가 하나의 외부 변수를 공유할 수 있다. 이런 규칙은 엽기적이고 비정상적인 상황에 대처하기 위해 마련된 것이며 복잡도에 비해 실용성이 떨어져 정확히 알 필요 없다. 상식에 맞게만 작성하면 된다.