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C#

C#으로 메모리, IPC제어하기

TOSUN 2024. 6. 23.
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Part 1: C#으로 메모리에 정보 남겨두고 실행하기

소개

현대 소프트웨어 개발에서는 빠르게 접근하기 위해 메모리에 정보를 저장하는 것이 일반적입니다. 이 블로그 시리즈는 메모리에 정보를 저장하고 실행하는 과정과 IPC(프로세스 간 통신) 포트를 사용하는 방법에 대해 안내합니다.

메모리 내 저장이란?

메모리 내 저장이란 데이터를 디스크 대신 RAM(랜덤 액세스 메모리)에 직접 저장하는 것을 말합니다. 이렇게 하면 디스크에 접근하는 것보다 훨씬 빠르게 데이터에 접근하고 조작할 수 있습니다. C#에서는 리스트, 딕셔너리, 배열 등의 컬렉션을 사용하여 메모리 내 저장을 구현할 수 있습니다.

왜 메모리 내 저장을 사용할까?

  • 속도: 메모리에 있는 데이터에 접근하는 것이 디스크를 읽거나 쓰는 것보다 훨씬 빠릅니다.
  • 동시성: 여러 스레드가 디스크 I/O 작업의 지연 없이 메모리 내 데이터를 접근하고 수정할 수 있습니다.
  • 임시 데이터: 애플리케이션 세션을 넘어 데이터가 유지될 필요가 없는 임시 데이터에 적합합니다.

C#으로 데이터 메모리에 저장하기

간단한 예제부터 시작해봅시다. 사용자의 정보를 임시로 저장해야 하는 작은 애플리케이션을 만든다고 가정해보겠습니다.

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace InMemoryStorage
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 사용자 정보를 저장할 리스트 생성
            List<User> users = new List<User>();

            // 리스트에 사용자 추가
            users.Add(new User { Id = 1, Name = "Alice", Email = "alice@example.com" });
            users.Add(new User { Id = 2, Name = "Bob", Email = "bob@example.com" });

            // 사용자 정보 출력
            foreach (var user in users)
            {
                Console.WriteLine($"ID: {user.Id}, 이름: {user.Name}, 이메일: {user.Email}");
            }

            // 사용자 정보 업데이트
            users[0].Name = "Alice Smith";
            Console.WriteLine($"업데이트된 이름: {users[0].Name}");

            // 사용자 삭제
            users.RemoveAt(1);
            Console.WriteLine($"남은 사용자 수: {users.Count}");
        }
    }

    class User
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public string Email { get; set; }
    }
}

설명

  1. 리스트 초기화: 사용자 정보를 저장할 리스트를 초기화합니다.
  2. 사용자 추가: 새로운 사용자 객체를 리스트에 추가합니다.
  3. 사용자 정보 출력: 리스트를 반복하여 각 사용자의 정보를 출력합니다.
  4. 사용자 정보 업데이트: 사용자의 정보를 업데이트합니다.
  5. 사용자 삭제: 리스트에서 사용자를 삭제합니다.

이것은 C#에서 메모리에 데이터를 저장하고 조작하는 기본적인 예제입니다.
다음 부분에서는 더 복잡한 데이터 구조와 메모리 내 저장 기술에 대해 깊이 다뤄보겠습니다.

 

Part 2: C#에서 고급 메모리 내 저장 기술

소개

첫 번째 부분에서는 리스트를 사용한 기본적인 메모리 내 저장 방법을 다뤘습니다. 이번 부분에서는 딕셔너리와 동시 컬렉션과 같은 더 고급 데이터 구조와 기술을 탐구하겠습니다. 또한 각 방법이 적합한 시나리오에 대해 논의하겠습니다.

딕셔너리를 사용한 메모리 내 저장

딕셔너리는 키-값 쌍 형식으로 데이터를 저장하기에 적합하며 빠른 조회를 제공합니다.

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace InMemoryStorage
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 사용자 정보를 저장할 딕셔너리 생성
            Dictionary<int, User> userDictionary = new Dictionary<int, User>();

            // 딕셔너리에 사용자 추가
            userDictionary.Add(1, new User { Id = 1, Name = "Alice", Email = "alice@example.com" });
            userDictionary.Add(2, new User { Id = 2, Name = "Bob", Email = "bob@example.com" });

            // 사용자 정보 출력
            foreach (var kvp in userDictionary)
            {
                Console.WriteLine($"ID: {kvp.Value.Id}, 이름: {kvp.Value.Name}, 이메일: {kvp.Value.Email}");
            }

            // 사용자 정보 업데이트
            userDictionary[1].Name = "Alice Smith";
            Console.WriteLine($"업데이트된 이름: {userDictionary[1].Name}");

            // 사용자 삭제
            userDictionary.Remove(2);
            Console.WriteLine($"남은 사용자 수: {userDictionary.Count}");
        }
    }

    class User
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public string Email { get; set; }
    }
}

설명

  1. 딕셔너리 초기화: 사용자 객체를 저장할 딕셔너리를 초기화합니다.
  2. 사용자 추가: 딕셔너리에 사용자를 추가합니다.
  3. 사용자 정보 출력: 딕셔너리를 반복하여 각 사용자의 정보를 출력합니다.
  4. 사용자 정보 업데이트: 사용자 ID를 통해 딕셔너리에서 사용자의 정보를 업데이트합니다.
  5. 사용자 삭제: 사용자 ID를 통해 딕셔너리에서 사용자를 삭제합니다.

동시 컬렉션

여러 스레드가 있는 애플리케이션의 경우, 동시 컬렉션이 필수적입니다. ConcurrentDictionary 클래스는 일반 딕셔너리의 스레드 안전한 대안을 제공합니다.

using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Threading.Tasks;

namespace InMemoryStorage
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 사용자 정보를 저장할 ConcurrentDictionary 생성
            ConcurrentDictionary<int, User> userConcurrentDictionary = new ConcurrentDictionary<int, User>();

            // 병렬로 사용자 추가
            Parallel.Invoke(
                () => userConcurrentDictionary.TryAdd(1, new User { Id = 1, Name = "Alice", Email = "alice@example.com" }),
                () => userConcurrentDictionary.TryAdd(2, new User { Id = 2, Name = "Bob", Email = "bob@example.com" })
            );

            // 사용자 정보 출력
            foreach (var kvp in userConcurrentDictionary)
            {
                Console.WriteLine($"ID: {kvp.Value.Id}, 이름: {kvp.Value.Name}, 이메일: {kvp.Value.Email}");
            }

            // 사용자 정보 업데이트
            userConcurrentDictionary.AddOrUpdate(1, new User { Id = 1, Name = "Alice Smith", Email = "alice@example.com" },
                (key, oldValue) => new User { Id = oldValue.Id, Name = "Alice Smith", Email = oldValue.Email });
            Console.WriteLine($"업데이트된 이름: {userConcurrentDictionary[1].Name}");

            // 사용자 삭제
            userConcurrentDictionary.TryRemove(2, out User removedUser);
            Console.WriteLine($"남은 사용자 수: {userConcurrentDictionary.Count}");
        }
    }

    class User
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public string Email { get; set; }
    }
}

설명

  1. ConcurrentDictionary 초기화: 사용자 객체를 저장할 ConcurrentDictionary를 초기화합니다.
  2. 병렬로 사용자 추가: 여러 스레드를 사용하여 딕셔너리에 사용자를 추가합니다.
  3. 사용자 정보 출력: 딕셔너리를 반복하여 각 사용자의 정보를 출력합니다.
  4. 사용자 정보 업데이트: 스레드 안전하게 사용자의 정보를 업데이트합니다.
  5. 사용자 삭제: 스레드 안전하게 사용자를 삭제합니다.

이것으로 두 번째 부분을 마치겠습니다.
마지막 부분에서는 C#에서 프로세스 간 통신을 위해 IPC 포트를 사용하는 방법에 대해 살펴보겠습니다.

 

Part 3: C#에서 IPC 포트를 사용한 프로세스 간 통신

소개

첫 번째와 두 번째 부분에서는 메모리 내 저장 기술에 대해 다뤘습니다. 이번 마지막 부분에서는 프로세스 간 통신을 위해 IPC(Inter-Process Communication) 포트를 사용하는 방법을 논의하겠습니다. IPC는 별도의 프로세스가 데이터를 교환할 수 있게 해주는 메커니즘으로, 서로 다른 프로그램 간에 활동을 조정할 때 중요합니다.

IPC란?

IPC는 Inter-Process Communication의 약자로, 프로세스 간에 통신하고 작업을 동기화할 수 있는 메커니즘입니다. IPC는 파이프, 메시지 큐, 공유 메모리, 소켓 등 다양한 방법으로 구현할 수 있습니다.

이번 예제에서는 C#에서 널리 사용되는 Named Pipes를 사용할 것입니다.

C#에서 Named Pipes 설정하기

두 개의 애플리케이션을 만들 것입니다. 메시지를 보내는 서버와 메시지를 받는 클라이언트입니다.

서버

using System;
using System.IO.Pipes;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace NamedPipeServer
{
    class Program
    {
        static async Task Main(string[] args)
        {
            using (var pipeServer = new NamedPipeServerStream("TestPipe", PipeDirection.Out))
            {
                Console.WriteLine("Named Pipe Server가 클라이언트 연결을 기다리고 있습니다...");
                await pipeServer.WaitForConnectionAsync();
                Console.WriteLine("클라이언트가 연결되었습니다.");

                string message = "서버로부터의 인사!";
                byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
                await pipeServer.WriteAsync(buffer, 0, buffer.Length);
                Console.WriteLine("클라이언트에게 메시지를 보냈습니다.");
            }
        }
    }
}


클라이언트 

using System;
using System.IO.Pipes;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace NamedPipeClient
{
    class Program
    {
        static async Task Main(string[] args)
        {
            using (var pipeClient = new NamedPipeClientStream(".", "TestPipe", PipeDirection.In))
            {
                Console.WriteLine("Named Pipe Client가 서버에 연결을 시도하고 있습니다...");
                await pipeClient.ConnectAsync();
                Console.WriteLine("서버에 연결되었습니다.");

                byte[] buffer = new byte[256];
                int bytesRead = await pipeClient.ReadAsync(buffer, 0, buffer.Length);
                string message = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, bytesRead);
                Console.WriteLine($"서버로부터 받은 메시지: {message}");
            }
        }
    }
}

설명

  1. NamedPipeServerStream: 서버는 PipeDirection.Out으로 설정된 Named Pipe를 생성하여 데이터를 보냅니다.
  2. 연결 대기: 서버는 클라이언트가 연결될 때까지 기다립니다.
  3. 메시지 전송: 연결이 완료되면 서버는 클라이언트에게 메시지를 보냅니다.
  4. NamedPipeClientStream: 클라이언트는 PipeDirection.In으로 설정된 Named Pipe에 연결합니다.
  5. 메시지 수신: 클라이언트는 서버가 보낸 메시지를 읽습니다.

결론

메모리 내 저장 기술과 IPC를 결합하면 데이터 관리와 프로세스 간 통신을 효율적으로 처리할 수 있는 강력한 애플리케이션을 만들 수 있습니다. 이 시리즈에서는 C#을 사용한 메모리 내 저장과 IPC의 기본 사항을 다루며, 더 고급 구현을 위한 탄탄한 기초를 제공했습니다.

따라와 주셔서 감사합니다. 즐거운 코딩 되세요~


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