C# Reflection 성능 최적화 - Expression Tree와 IL Emit

Reflection은 강력하지만, 잘못 사용하면 성능을 급격히 저하시킨다. 실무에서 Reflection을 사용하는 대부분의 프레임워크는 그대로 호출하지 않는다.

대신 다음과 같은 기법을 사용한다.

• 메타데이터 캐싱
• Expression Tree 컴파일
• IL Emit (동적 메서드 생성)

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1️⃣ Reflection이 느린 이유

Reflection 호출은 다음 단계를 거친다.

1. 메타데이터 탐색
2. 접근 제어 검사
3. 런타임 바인딩
4. Boxing / Unboxing

즉, 일반 메서드 호출 대비 수십 배 느릴 수 있다.

Reflection 직접 호출 예제

MethodInfo method = typeof(User).GetMethod("GetName");
string name = (string)method.Invoke(user, null);

이 코드는 단순하지만, 반복 호출 시 성능 병목이 된다.

📘 Microsoft 공식 문서: Reflection 개요

.NET의 리플렉션

 

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2️⃣ 기본 최적화: 캐싱

가장 기본적인 최적화는 Reflection 결과 캐싱이다.

static Dictionary<string, MethodInfo> _cache = new();

MethodInfo GetMethod(Type type, string name)
{
    string key = type.FullName + name;
    if (!_cache.TryGetValue(key, out var method))
    {
        method = type.GetMethod(name);
        _cache[key] = method;
    }
    return method;
}

하지만 이것만으로는 충분하지 않다. Invoke 자체가 여전히 느리다.

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3️⃣ Expression Tree란?

Expression Tree는 코드를 데이터 구조로 표현한 것이다.

이것을 컴파일하면, 런타임에 일반 메서드 호출과 거의 동일한 성능을 얻을 수 있다.

📘 Microsoft 공식 문서: Expression Tree 개요

식 트리 - C#

 

Expression Tree로 Method 호출 래핑

using System.Linq.Expressions;
using System.Reflection;

static Func<object, object> CreateGetter(PropertyInfo property)
{
    var instance = Expression.Parameter(typeof(object), "instance");
    var castInstance = Expression.Convert(instance, property.DeclaringType);
    var propertyAccess = Expression.Property(castInstance, property);
    var castResult = Expression.Convert(propertyAccess, typeof(object));

    return Expression
        .Lambda<Func<object, object>>(castResult, instance)
        .Compile();
}

이렇게 생성된 Delegate는 Invoke 대신 직접 호출된다.

사용 예

PropertyInfo prop = typeof(User).GetProperty("Name");
var getter = CreateGetter(prop);

string name = (string)getter(user);

Reflection Invoke 대비 10배 이상 빠른 성능을 보인다.

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4️⃣ 실무 패턴: Mapper 구현

AutoMapper 같은 라이브러리는 내부적으로 Expression Tree를 활용한다.

foreach (var prop in sourceType.GetProperties())
{
    var targetProp = targetType.GetProperty(prop.Name);
    if (targetProp == null) continue;

    var getter = CreateGetter(prop);
    var setter = CreateSetter(targetProp);

    // 캐시에 저장
}

이 구조는 Reflection을 단 1회만 사용하고, 이후는 Delegate 호출로 처리한다.

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5️⃣ IL Emit이란?

IL Emit은 중간 언어(IL)를 직접 생성하는 방식이다.

Expression Tree보다 더 빠르지만,

• 가독성 낮음
• 유지보수 어려움
• 실수 시 런타임 크래시

때문에 정말 필요한 경우에만 사용한다.

📘 Microsoft 공식 문서: System.Reflection.Emit

System.Reflection.Emit 네임스페이스

 

DynamicMethod 예제

DynamicMethod dm = new DynamicMethod(
    "GetName",
    typeof(string),
    new[] { typeof(object) }
);

ILGenerator il = dm.GetILGenerator();
il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
il.Emit(OpCodes.Castclass, typeof(User));
il.Emit(OpCodes.Callvirt, typeof(User).GetProperty("Name").GetGetMethod());
il.Emit(OpCodes.Ret);

var func = (Func<object, string>)dm.CreateDelegate(typeof(Func<object, string>));

이 방식은 거의 네이티브 호출에 가까운 성능을 낸다.

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6️⃣ Expression Tree vs IL Emit

구분	Expression Tree	IL Emit
난이도	중	상
가독성	좋음	매우 나쁨
성능	매우 좋음	최상
추천 용도	대부분의 실무	프레임워크 핵심부

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7️⃣ 실무 주의사항

• Reflection 결과는 반드시 캐싱
• Expression Compile 비용도 캐싱
• Generic Delegate 활용
• IL Emit은 테스트 필수

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8️⃣ 마무리

Reflection은 느리다는 인식은 반은 맞고 반은 틀리다.

제대로 최적화된 Reflection은 매우 빠르다.

이 기법들을 이해하면?

• DI 컨테이너 내부 이해
• ORM 구조 파악
• 고급 면접 질문 대응

까지 자연스럽게 연결된다.