Custom LINQ Provider - [3]. Custom LINQ Provider 만들기 (IQueryProvider)

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지난 시간에 이어, 이번 시간에는 실제 Provider 를 구현해 보도록 하겠습니다. 지난 시간에 언급하였듯이, 실제 쿼리식을 해석하고, 동작이 가능한 형태로 바꾸는 작업을 아래의 Provider 에서 할 수 있습니다.

 

IQueryProvider

 

실제로 외부 서버나 서비스 등에 필요한 쿼리를 만들 수 있는 인터페이스입니다. 이 인터페이스는 4개의 메서드를 지원합니다. 중복된(제너릭/비제너릭) 메서드를 제외하면 2개의 메서드만 제대로 구현하시면 됩니다.

 

우선 소스부터 나갑니다.

 

public class SampleProvider : IQueryProvider {        private SampleContext context;          public SampleProvider(SampleContext context)        {              this.context = context;        }          #region IQueryProvider Members          public IQueryable<TElement> CreateQuery<TElement>(Expression expression)        {              return (IQueryable<TElement>)context;        }          public IQueryable CreateQuery(Expression expression)        {              throw new NotImplementedException();        }          public TResult Execute<TResult>(Expression expression)        {              var exp             = expression as MethodCallExpression;              var func     = (exp.Arguments[1] as UnaryExpression).Operand as Expression<Func<Person, bool>>;              var lambda   = Expression.Lambda<Func<Person, bool>>(func.Body, func.Parameters[0]);                var r = context.DataSource.Where(lambda.Compile());                return (TResult)r.GetEnumerator();        }          public object Execute(Expression expression)        {              throw new NotImplementedException();        }          #endregion }

 

소스에는 특별한 주석은 없으며, 차근차근 서술식으로 의문을 풀어드리도록 하겠습니다.

 

 

Constructor

이전에 봤던 SampleContext 객체에서 Provider 프로퍼티를 보셨을 겁니다. 프로퍼티는 다음과 같이 정의되어 있습니다.

 

public IQueryProvider Provider

{

        get

        {

               if( provider == null )

                       provider = new SampleProvider(this);

 

               return provider;

        }

}

 

SampleProvider 에서 SampleContext 에 정의된 DataSource 나, 다음 회차에서 볼 원격 탐색을 하거나, 로그를 남길 수 있도록 하기 위해 SampleContext 를 참조해야 합니다.

 

CreateQuery<T> Method

이 메서드는 Expression, 즉 표현식의 인자를 받는 메서드입니다. IQueryable<TElement> 를 리턴하며, TElement 의 타입은 Person 이 되겠습니다.

 

context.expression = expression;

return (IQueryable<TElement>)context;

 

와 같이 매우 보잘 것 없는 내용으로 구현되었습니다. 하지만, 원격 개체에 연결하기 위한 쿼리를 만들기 위해서 이곳에서 실제 SQL 쿼리의 “SELECT” 구문과 같은 쿼리를 만드시면 됩니다.

 

Execute<T> Method

쿼리식을 이곳에서 해석해서 실행합니다. SampleContext 객체에서 GetEnumerator 메서드는

 

public IEnumerator<Person> GetEnumerator()

{

        return provider.Execute<IEnumerator<Person>>(this.expression);

}

 

보시는 것과 같이, SampleProvider 의 Execute 메서드를 호출합니다. 리턴 타입이 IEnumerator<Person> 인 것을 미루어 보아, 쿼리 호출 후 반환되는 결과값을 리턴하는 것이라는 것을 짐작할 수 있습니다.

 

여기에서도 어김없이 몇 가지 재미있는 표현식(Expression) 이 나옵니다.

 

먼저, MethodCallExpression 을 보겠습니다. 이 Expression 은 쿼리식에서 호출한 메서드를 가져오는 녀석입니다. 아래의 샘플을 보겠습니다.

 

Expression<Func<string,string,bool>> func = (s1,s2) => ( s1.Substring(0,2) == s2 );

BinaryExpression be        = func.Body as BinaryExpression;

MethodCallExpression me    = be.Left as MethodCallExpression;

Console.WriteLine(me.Method.Name);

이항 연산식의 “s1.Substring(0,2) == s2” 의 좌측식 부분을 가져와서 이것을 MethodCallExpression 으로 변환하여 실행 메서드 내용을 가져옵니다. 감이 잡히시나요?

 

답은

 

Substring

 

이됩니다.

 

이런 방법으로 실제 메서드를 원격 서버의 쿼리식에 맞도록 변환 할 수 있습니다.

 

위의 func 를 아래와 같이 바꾸어

 

Expression<Func<string,string,bool>> func = (s1,s2) => ( s1.ToUpper() == s2 );

 

결과는 “ToUpper” 가 출력 되지만, MSSQL 쿼리로 “UPPER” 로 변환 하는 것과 같이 쿼리식을 자유자제로 변형 할 수 있습니다.

 

그럼, 다음으로 나오는 UnaryExpression 을 보겠습니다.이 표현식은 단항 연산자가 있는 식을 나타냅니다. bool 연산식에서 부정 NOT 등과 같이 하나의 피연산자를 사용하는 bool 연산자입니다.

 

들어가기 전, 문제를 하나내겠습니다. UnaryExpression 는 단항 연산자를 나타내는 표현식 클래스입니다. 그럼, 이항 연산자를 나타내는 클래스는??

 

 

그렇습니다. 이항 연산을 나타내는 클래스는 BinaryExpression 입니다. 후후,,, 기억하고계시는군요.

 

다음은 UmcBlog 의 Article 테이블입니다.

 

r[그림2] UmcBlog 의 Article 테이블

 

UmcBlogDataContext db      = new UmcBlogDataContext();

var query    = from article in db.Articles

              where article.Title.Contains("Umc")

              select article;

 

MethodCallExpression me    = query.Expression as MethodCallExpression;

UnaryExpression ue         = me.Arguments[1] as UnaryExpression;

Console.WriteLine(me.Method.Name);

Console.WriteLine(ue.Operand);

 

이것의 결과는 아래와 같습니다.

 

Where article >= article.Title.Contains(“Umc”)

 

전 위의 UnaryExpression 의 결과가 이렇게 나오는지 잘 이해가 가지 않습니다. 분명 단항 연산자는 피연산자가 하나일 경우를 일컷습니다. UnaryExpression.Operand 속성은 단항 연산의 피연산자를 가져온다고 했는데, 위의 결과는 피연산자가 LambdaExpression 을 말하는 것 같군요. 피연산자를 LambdaExpression 의 대리자인 “article” 을 일컷는 것이라 생각되지만 확실히 감이 서질 않습니다. 누가 아시는 분 답변 좀 부탁합니다ㅡ,.ㅡ;

 

LambdaExpression

이것은 우리가 흔히 사용하는 바로 그 “람다식”을 표현하는 Expression 입니다. 여러가지 Expression 을 조합해서 약간의(?) 동적으로 람다식을 만들어 낼 수도 있습니다. (준비된 표현식을 이용하여…)

 

Expression<Func<string,string,string>> func   = ( s1, s2 ) => ( s1 + s2 );

var le       = Expression.Lambda(func.Body, func.Parameters.ToArray());

 

var result1 = func.Compile();

var result2 = le.Compile();

 

Console.WriteLine( result1("Umc","Blog" ) );

Console.WriteLine( result2.DynamicInvoke("Umc","Blog") );

 

func 는 표현식을 명시적으로 컴파일되며, le 는 표현식을 이용해 람다식을 만든것입니다.

 

위에 보이는 Compile() 메서드를이용하여 IL 코드로변환하게됩니다.

 

IL (Intermediate Language)코드란? .NET 에서 MSIL 이라고도 부릅니다. 컴파일러에 의해 실행이 가능하도록 중간 언어로 컴파일 된 것을 말합니다. 비로소, IL 코드는 .NET Framework의 CLR(Common Language Runtime) 의 JIT(Just-In-Time) 컴파일러에 의해 Native 코드로 컴파일이 됩니다.

 

Compile() 메서드는 아래와 같이 생겼답니다.

 

internal Delegate Compile(LambdaExpression lambda)

{

    this.lambdas.Clear();

    this.globals.Clear();

    int num2 = this.GenerateLambda(lambda);

    ExpressionCompiler.LambdaInfo info2 = this.lambdas[num2];

    ExpressionCompiler.ExecutionScope scope2 =

        new ExpressionCompiler.ExecutionScope(

                      null,

                      lambda,

                      this.lambdas.ToArray(),

                      this.globals.ToArray(),

                      info2.HasLiftedParameters);

    return info2.Method.CreateDelegate(lambda.Type, scope2)

}

private int GenerateLambda(LambdaExpression lambda)

{

    this.scope = new ExpressionCompiler.CompileScope(this.scope, lambda);

    DynamicMethod method2 = new DynamicMethod(“lambda_” + ExpressionCompiler.iMethod++,

                                              lambda.Body.Type,

                                              this.GetParameterTypes(lambda),

                                              typeof(ExpressionCompiler.ExecutionScope),

                                              true);

    ILGenerator generator2 = method2.GetILGenerator();

    this.GenerateInitLiftedParameters(generator2);

    this.Generate(generator2, lambda.Body, ExpressionCompiler.StackType.Value);

    generator2.Emit(OpCodes.Ret);

    int num2 = this.lambdas.Count;

    this.lambdas.Add(new ExpressionCompiler.LambdaInfo(lambda,

                                                       method2,

                                                       this.scope.HasLiftedParameters));

    this.scope = this.scope.Parent;

    return num2;

}

 

이 소스 코드가 중요한게 아니라, 바로이 Compile() 메서드가 실행 코드로 변환해 준다는 것 입니다. 그래서, LambdaExpression 예제 코드의 실행 결과는

 

UmcBlog UmcBlog

 

동일한 결과가 나타나게 됩니다. 때문에, SampleProvidier의 Execute<T> 메서드 내의

 

context.DataSource.Where(lambda.Compile());

 

코드는 어떠한 람다식이라도 실행 가능한 형태로 변환해주게 되며, DynamicInvoke 를 호출하여 동적으로 컴파일된 람다식을 실행하게됩니다.

 

 

SampleContext 의 Provider 를 이용한 쿼리 만들기

 

여기까지해서 SampleContext 와 SampleProvider 클래스에 대한 설명은 다 한것 같습니다. 그럼, 이 Custom LINQ Provider 를이용하여 LINQ 식을만들어보면…

 

class Program {        static void Main(string[] args)        {              SampleContext context = new SampleContext() ;              context.DataSource = new List<Person> {                  new Person { Name="엄준일", Age=29},                  new Person { Name="내동생", Age=26},                     new Person { Name="울누나", Age=31},                     new Person { Name="멍멍이", Age=6},                     new Person { Name="발발이", Age=5}              };                             var result = from r in context                                   where r.Age > 20                                   select r;                result.ToList().ForEach( o=>Console.WriteLine(o.Name ));        } }

 

내용은 간단합니다. SampleContext 객체를 만들어, DataSource 에 임의의 데이터를 넣고, LINQ 쿼리식의 결과를 출력하는 예제입니다.

 

실제로 소스를 실행해 보면,

 

엄준일 내동생 울누나

 

가 출력이 되고, LINQ 쿼리식에 브레이크 포인터를 걸어 디버깅해 보면, 순차적으로 SampleContext 와 SampleProvider 를 타면서 LINQ 쿼리식이 해석 되는 것을 볼수있습니다.

 

[그림3] 브레이크 포인터를 통해 LINQ 식의 Custom LINQ Provider 내부를 디버깅하는 화면

 

다음 시간에는, Custom LINQ Provider 를 통해 원격 개체를 탐색하는 방법에 대해 살펴 보도록하고, 이만 마치겠습니다. 이번 한주도 즐겁게 시작하시기 바랍니다^^//