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[궁금시리즈] 6-3. Multicast Delegate란 무엇일까?

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이전 글에서 Delegate는

메서드를 저장하고 전달하는 객체

라고 설명했다.

그런데 Delegate는 메서드를 하나만 저장할 수 있는 것이 아니다.

다음과 같이 여러 메서드를 등록할 수도 있다.

MyDelegate del = Hello;

del += World;
del += Bye;

del();

결과는

Hello
World
Bye

처럼 모든 메서드가 실행된다.   Delegate 하나가 어떻게 여러 메서드를 기억할 수 있는 것일까?

이번 글에서는 Multicast Delegate의 동작 원리를 살펴보자.

Delegate 하나에 여러 메서드를 등록할 수 있다

다음 코드를 보자.

public delegate void MyDelegate();

void Hello()
{
    Console.WriteLine("Hello");
}

void World()
{
    Console.WriteLine("World");
}

MyDelegate del = Hello;

del += World;

del();

실행 결과는

Hello
World

이다.   처음 보는 사람이라면

Delegate가 두 개가 된 건가?

라고 생각하기 쉽다.

하지만 Delegate는 여전히 하나이다.

왜 Multicast라고 부를까?

“Multi”   즉, 여러 개의 대상에게 호출(Call)을 전달한다는 의미이다.   개념적으로는

Delegate

↓

Hello()

↓

World()

↓

Bye()

처럼 하나의 Delegate가 여러 메서드를 순서대로 호출한다.

내부적으로는 Invocation List를 가진다

Delegate는 내부적으로 호출해야 할 메서드 목록을 관리한다.   이를 Invocation List 라고 부른다.

예를 들어

del += Hello;
del += World;
del += Bye;

라면   개념적으로는

Invocation List

1. Hello

2. World

3. Bye

를 저장하고 있다.   Invoke가 호출되면 이 목록을 앞에서부터 차례대로 실행한다.

+= 는 무엇을 하는 것일까?

많은 사람들이

del += Hello;

를 리스트에 추가하는 것으로 생각한다.

실제로는 조금 다르다.   Delegate는 Immutable(불변 객체)이다.   즉, 기존 Delegate를 수정하지 않는다.   대신 새로운 Delegate를 만들어 반환한다.   개념적으로는

del = Delegate.Combine(del, Hello);

와 비슷하게 동작한다.   즉, 새로운 Invocation List를 가진 Delegate 객체가 생성된다.

-= 는 무엇을 할까?

삭제도 마찬가지이다.

del -= World;

는 개념적으로

del = Delegate.Remove(del, World);

와 비슷하게 동작한다.   즉, 기존 Delegate를 수정하지 않고 World가 제거된 새로운 Delegate를 만든다.

실행 순서는?

다음 코드를 보자.

del += A;
del += B;
del += C;

실행 결과는

A

B

C

이다.   항상 등록한 순서대로 실행된다.

반환값이 있다면?

이번에는

public delegate int Calc();

를 생각해 보자.

del += A;
del += B;
del += C;

모두 int를 반환한다.   그렇다면

int result = del();

의 결과는 무엇일까?   정답은 마지막 메서드의 반환값이다.   예를 들어

A()

↓

10

B()

↓

20

C()

↓

30

이라면

최종 결과는

30

이 된다.   그래서 반환값이 있는 Delegate를 Multicast로 사용하는 경우는 드물다.

중간에 예외가 발생하면?

다음 코드를 보자.

del += A;
del += B;
del += C;

그런데 B에서 예외가 발생했다.

A 실행

↓

B 실행

↓

Exception

↓

C 실행 안 됨

즉, 예외가 발생하면 이후 메서드는 실행되지 않는다.

실제 .NET에서는 어떻게 구현될까?

Delegate는 내부적으로 System.MulticastDelegate를 상속받는다.   이름 그대로 여러 메서드를 저장하는 기능을 기본적으로 제공한다.   컴파일러는

del += Hello;

를 만나면 내부적으로

Delegate.Combine(...)

을 호출하고,

del -= Hello;

를 만나면

Delegate.Remove(...)

을 호출한다.   이 과정을 통해 새로운 Delegate 객체가 생성되고, Invocation List가 갱신된다.

Event가 Delegate를 사용하는 이유

다음과 같은 상황을 생각해 보자.

플레이어 사망

↓

UI

↓

사운드

↓

업적

↓

로그 저장

플레이어가 사망하면 여러 시스템이 동시에 반응해야 한다.   이때 Delegate 하나에 여러 메서드를 등록할 수 있기 때문에 Event 시스템을 매우 쉽게 구현할 수 있다.   실제로 C# Event는 Multicast Delegate를 기반으로 만들어져 있다.

실무에서 자주 하는 오해

가장 흔한 오해는

+=가 기존 Delegate를 수정한다.

라는 것이다.

Delegate는 불변(Immutable) 객체이다. +=와 -=는 기존 객체를 수정하는 것이 아니라 새로운 Delegate 객체를 생성하여 참조를 바꾸는 것이다.   또 하나의 오해는

반환값이 있는 Delegate도 여러 결과를 받을 수 있다.

라는 것이다.   Multicast Delegate는 모든 메서드를 실행하지만, 호출 결과는 마지막 메서드의 반환값만 돌려준다.   그래서 여러 메서드를 등록하는 Delegate는 일반적으로 void 반환형을 사용한다.

마무리

Multicast Delegate는 하나의 Delegate에 여러 메서드를 등록하여 순차적으로 실행할 수 있는 기능이다.   이 기능은 UI 이벤트, 게임 이벤트, 로그 기록, 알림 시스템처럼 하나의 동작에 여러 객체가 동시에 반응해야 하는 상황에서 매우 유용하다.   또한 +=와 -=는 기존 Delegate를 수정하는 것이 아니라 새로운 Delegate 객체를 생성하는 방식으로 동작하며, 이러한 불변 구조는 Delegate를 안전하게 사용할 수 있도록 해 준다.   다음 글에서는 Action과 Func는 왜 등장했을까?를 살펴보며 Delegate를 더욱 간결하게 사용할 수 있는 제네릭 Delegate를 알아보겠다.

핵심 정리

  • Multicast Delegate는 하나의 Delegate에 여러 메서드를 등록할 수 있다.
  • 내부적으로 호출 목록인 Invocation List를 관리한다.
  • 등록된 메서드는 등록 순서대로 실행된다.
  • +=와 -=는 Delegate.Combine()과 Delegate.Remove()를 사용하며 새로운 Delegate 객체를 생성한다.
  • 반환값이 있는 Multicast Delegate는 마지막 메서드의 반환값만 반환한다.
  • 중간에 예외가 발생하면 이후 메서드는 실행되지 않는다.
  • C#의 Event는 Multicast Delegate를 기반으로 구현되어 있다.

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