Unmanaged 에 대해 – Swift

그 옛날(?) ARC가 없던 시절에 Objective-C 및 코어 파운데이션에서 객체에 대한 참조수 관리는 완전한 수동 방식에 의존하고 있다. 어떤 객체에 대한 retain(참조수를 늘리는 것) 동작은 반드시 그에 수반하는 release(참조수를 내리는 것) 동작을 필요로 했다. 그리고 이 짝이 제대로 맞지 않으면 객체는 필요한 시점에 사라지고 없거나, 반대로 메모리 누수가 발생했다. 그러던 중 자동 참조수 카운팅(ARC)이 도입되었는데, ARC 환경에서는 모든 retain/release/autorelease 콜이 컴파일러에 의해 코드에 자동으로 삽입되었다. 이는 전체적인 코드량의 감수는 물론 개발 난이도를 매우 낮춰주는 역할을 했다.

ARC가 도입된 이후 Objective-C 메소드에 의해 반환되는 모든 Objective-C 객체와 코어 파운데이션 객체의 메모리 관리는 자동으로 이루어졌다. 하지만 C 함수에 의해 리턴되는 코어 파운데이션 객체는 이러한 은혜를 받지 못했다. 따라서 여기에 속하는 객체들에 대해서는 여전히 CFRetain(), CFRelease()를 호출하거나, __bridge*로 시작하는 함수를 통해 Objecitve-C 객체로 브릿징해야 했다.

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OpaquePointer

OpaquePointer

OpaquePointer는 Swfit2.x 에서 COpaquePointer가 이름이 바뀐 타입으로 불투명한1 C 포인터를 감싸는 래퍼 타입이다.1 타입을 반입할 수 있는 구조체의 포인터라면 원 구조체 Tc타입을 Swift 로 반입할 수 있고, 이 경우에는 UnsafePointer<Tc> 의 형태로 쓸 수 있다. 하지만 원 타입을 Swift가 이해할 수 없다면, 그 타입의 크기를 결정할 수 없으므로 이에 대한 포인터 역시 Swift 내부에서 결정하는 것은 어렵다.

물론 UnsafePointer<Void> 타입을 이용하는 것도 가능하다 생각할 수 있지만, 이 경우에는 C에서 void * 타입이며, 어찌됐든 pass 시점에 캐스팅해야 하는 한계가 있다. (그리고 원 타입을 알 수 없으면 캐스팅도 불가능하다.)

init: 은 다음과 같은 인자들을 받을 수 있다. (다만 실제로 생성할 일이 있을지는….)

  • UnsafeMutablePointer<T>, UnsafeMutablePointer<T>?
  • UnsafePointer<T>, UnsafePointer<T>?
  • (bitpattern: Int), (bitpattern: UInt)
  • UnsafeRawPointer, UnsafeRawPointer?
  • UnsafeMutableRawPointer, UnsafeMutableRawPointer?

UnsafeRawPonter는 타입이 지정되지 않은 데이터를 액세스하는 raw 포인터 타입이며, 사실상 C의 void * 타입 포인터를 날 것 그대로 엑세스하는 것과 유사하다.

UnsafePointer 패밀리와의 차이

UnsafePointer<T>, UnsafeMutablePointer<T>는 사실상 독립타입이 아닌 특정 Swift 타입에 대한 포인터 래퍼의 개념이므로, 이는 Swift 타입에 대한 포인터여야 한다. 기본적으로 C의 원시타입은 대부분 Swift 의 타입과 맵핑이 가능하지만, C의 구조체는 Swift의 구조체와 다르다. 따라서 UnsafePointer<T> 패밀리에 속하는 타입들은 C-API의 배열이나 포인터를 다루는 API와 연계할 때 사용하며, OpaquePointer는 알 수 없는 구조체 타입에 대한 포인터로 사용된다.

예시

sqlite3의 API를 Swift 내에서 이용하는 상황을 가정해보자.2

데이터베이스에 접근하기 위해서는 연결에 대한 핸들러가 필요한데, sqlite3의 API에서 sqltie_open() 함수는 데이터베이스 파일의 경로문자열을 받아서 해당 파일을 열고, 그 연결 핸들러를 리턴한다. 이 때 핸들러는 void *로 캐스팅된 sqlite3 객체 포인터이며, 따라서 이를 사용하기 위해서는 OpaquePointer를 써야 한다.

class DBConnector {
  lazy var db: OpaquePointer = { [unowned self] in
    let _db: OpaquePointer? = nil
    if sqlite3_open(self.db_path, &_db) == SQLITE_OK {
      return _db!
    }
    return nil
  }()
}

  1. 여기서 불투명한 C 포인터란, Swift로 반입될 수 없는 구조를 가진 C 구조체를 말한다. 
  2. 이 내용은 Swift에서 Sqlite3 사용하기 글에서도 다뤄진다. 

  1. 이름만 바뀐 것 외에도 nil 값을 갖기 위해서는 명시적으로 옵셔널로 선언해야 하는 차이도 있다. 이는 UnsafePointer 계열의 타입도 마찬가지다. 

SQLite3 C API를 Swift에서 사용하는 방법

Swift에서 SQLite3를 사용하는 방법은 크게 두 가지이다. 하나는 Objective-C에서 SQLite3를 액세스하는 래퍼 클래스를 작성하고, 이 것을 Swift 프로젝트에 포함시켜서 컴파일하는 것이다. Swift는 Objective-C와 자연스럽게 상호호환되기 때문에 Objective-C에 친숙하다면 이 방법도 나쁘지 않다.

관련글 : Objective-C 래퍼를 통해 Swift에서 SQLite3를 사용하는 법

다른 한가지 방법으로는 sqlite3.h 헤더를 Swift에서 반입하여 Swift에서 SQLite3 C API를 바로 사용하는 것이다. 결국 업어치나 메치나 똑같은 것이기는 한데, Swift에서 C API를 직접 사용하는 것은 Swift와 C의 연계 방식에 대한 이해가 필요하다. 이 글에서는 Swift에서 Sqlite3를 사용하기 위해 필요한 배경 지식들에 대해서 살펴볼 예정이다. SQLite3 API에 대한 자세한 설명이 필요할 수 있는데, 이 내용은 Objective-C에서 SQLite3를 사용하는 법을 다룬 위 링크에서 대략 소개하고 있으며, 이 글에서는 최소한 SQLite3 API에 대해 알고 있다고 전제하겠다.

SQLite3 C API를 사용하여 쿼리를 실행하는 결과에 대해서는 다음의 과정을 거친다.

  1. 데이터베이스 연결
  2. 쿼리 컴파일 및 쿼리 바인딩
  3. 쿼리 실행 및 각 Row의 데이터 획득
  4. 연결닫기
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