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Stl.Fusion으로 간단한 실시간 채팅 프로그램 만들기

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dimohy
·Sep 22, 2022·

5 min read

FusionChat

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FusionChat은 Stl.Fusion 라이브러리를 이용해서 어떤 애플리케이션을 만들 수 있는지 소개하는데 목적이 있습니다.

그 예시로 Stl.Fusion을 이용해서 채팅 프로그램을 간단히 만들었습니다.

개요

먼저 Stl.Fusion을 이용하면 다음의 이점이 있습니다.

  • 실시간 기능의 구현 간소화
  • 자동 캐시 적용

실시간 기능과 캐시 기능은 컴퓨팅 퓨전의 서비스(Compute Service)를 통해 제공됩니다. Stl.Fusion의 컴퓨팅 서비스란 상태가 변경되지 않았을 경우 캐싱된 값을 이용해서 빠르게 원하는 정보를 획득할 수 있고 상태가 무효화 되었을 경우 이 값을 참조하고 있는 (더 정확한 표현은 컴퓨팅 메서드를 사용하고 있는) 곳에서 변경되었음을 쉽게 확인하도록 해서 실시간 앱을 쉽게 만들 수 있도록 합니다.

퓨전은 이러한 컴퓨팅 서비스를 API로 제공하기 위해 그대로 웹API를 사용합니다. 즉, 굳이 상태 변경 통지를 받고 싶지 않다면 기존 우리가 알고 있는 웹API를 사용하는 방법처럼 그대로 사용이 가능합니다.

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swagger.json을 제공하므로 swagger의 클라이언트 API 생성기를 이용해 API 호출 코드를 쉽게 생성해 사용할 수 있습니다.

또한 Stl.Fusion.Client 패키지를 이용하면 몇줄의 설정 코드와 인터페이스만 정의하는것으로 클라이언트에서 쉽게 퓨전으로 만들어진 컴퓨팅 서비스를 이용하고 또 상태가 변경되었을 때 그 통지를 받을 수 있습니다.

채팅 기능

구현된 채팅 기능은 퓨전 기능만을 빠르게 보여주는 목적으로 인증 및 권한 기능은 생략했습니다.

채팅 기능은 크게 두가지 API로 구성됩니다.

  • GetChatMessages(index)
    • 인덱스 위치 이후의 채팅 메시지를 가져옵니다.
  • SendMessage(message);
    • 채팅 메시지를 전송합니다.

이 기능은 FusionChatServer.Services.ChatService.cs에 구현되어 있습니다. 일단은 이 기능이 어떻게 실시간 기능이 되는지는 넘어갑시다. 소스코드를 보면 List<ChatMessage>를 이용해 매우 간단한 로직으로 구현된 것을 확인할 수 있습니다.

이 기능은 FusionChatServer.Controllers.ChatController.cs에 의해 웹API로 노출됩니다. 퓨전의 여러 데코레이션(특성)과 특징을 제외하면 여러분도 쉽게 이해할 수 있는 일반적인 웹API 형태입니다. 그런데 어떻게 이 코드가 실시간 서비스가 될까요?

컴퓨팅 서비스 (Compute Service)

퓨전의 컴퓨팅 서비스는 이미 연산이 되어 다시 연산할 필요가 없는 정보를 캐싱 합니다.

컴퓨팅 메서드

[ComputeMethod]
public virtual async Task<ChatInfo> GetChatMessages(int index, CancellationToken cancellationToken = default)
{
    await EveryChatTail();

    ChatInfo chatInfo;
    lock (_chatInfosLock)
    {
        chatInfo = new ChatInfo(_chatInfos.Count, _chatInfos.Skip(index).ToArray());
    }

    return chatInfo;
}

GetChatMMessages()는 컴퓨팅 메서드입니다. index값이 동일하다면, 메서드가 한번만 호출되고 그 다음부터는 메서드가 실행되지 않고 이미 반환된 ChatInfo가 퓨전에 의해 캐싱 되어 즉각적으로 반환됩니다. 이렇게 동작하게 만드는 데코레이션은 [ComputeMethod] 특성과 virtual 키워드입니다.

await EveryChatTail() 는 다른 컴퓨팅 메서드와의 종속 관계를 만들어줍니다.

이 코드의 동작을 더욱 극적으로 확인하기 위해서 위 코드 블럭에 await Task.Dealy(1000)을 줘서 1초 동안의 처리로 시뮬레이션 하고 그 동작성을 확인할 수 있습니다.

최초 한번만 1초의 시간이 걸리고 이후 부터는 캐싱된 값이 즉각적으로 반환됩니다.

컴퓨팅 값의 무효화

위의 GetChatMessages()의 결과가 캐싱되는 생명주기는 반드시 SendMessage()가 호출되었을 때 끝나야 합니다. 그렇죠? 새로운 메시지가 추가되었으니까요. 이것을 다음의 코드를 통해 살펴볼 수 있습니다.

public Task SendMessage(ChatMessage message, CancellationToken cancellationToken = default)
{
    lock (_chatInfosLock)
    {
        _chatInfos.Add(message);
    }

    using (Computed.Invalidate())
    {
        _ = EveryChatTail();
    }

    return Task.CompletedTask;
}

이렇게 using (Computed.Invalidate()) { } 블럭에 표현할 수 있습니다. 그런데 원래는 _ = EveryCheckTail()이 아니라 _ = GetChatMessages(...)로 표현되어야 했었습니다. 무슨 말이냐고요?

퓨전의 컴퓨팅 메서드와 그 값의 무효화의 기본적인 구조는 다음과 같습니다.

[ComputeMethod]
public virtual async Task<Result> GetComputedValue()
{
   var result = await LongLongComputing();
   return result;
}

public Task ResetComputedValue()
{
    using (Computed.Invalidate())
    {
        _ = GetComputedValue();
    }
}

using (Computed.Invalidate()) { } 블럭의 _ = GetComputedValue()에 의해 GetComputedValue()에 의해 계산된 값이 무효화 되고 다시 GetComputedValue()를 호출할 때 캐싱된 값을 사용하지 않고 다시 메서드 함수가 실행됩니다.

그러데 다음의 코드처럼 재계산이 될 필요가 없는 경우도 있겠죠. 피보나치 수열의 각 값은 한번 계산되면 변하지 않습니다.

[ComputeMethod]
public virtual async Task<int> GetFibonacciNumber(int n)
{
   return Task.FromResult(fib(n));

   int fib(int n)
   {
      if (n < 2)
         return n;
      else
         return fib(n - 1) + fib(n - 2);
    }
   }
}

하지만 GetChatMessages(index)는 메시지가 추가될 때마다 그 결과가 달라져야 하므로 (추가된 메시지도 반환되어야 하므로) 무효화 되어야 하는데 퓨전은,

퓨전 메서드의 매개인자 기준으로 캐싱 하므로 _ = GetChatMessages(...)으로는 무효화 할 수가 없는 것이죠.

컴퓨팅 메서드의 무효화 트리거

컴퓨팅 메서드 끼리 의존성이 있다면 퓨전은 영향받는 컴퓨팅 메서드 까지도 자동으로 무효화 해줍니다. 똑똑합니다! 다시 코드를 봅시다.

[ComputeMethod]
public virtual async Task<ChatInfo> GetChatMessages(int index, CancellationToken cancellationToken = default)
{
    await EveryChatTail();

    ChatInfo chatInfo;
    lock (_chatInfosLock)
    {
        chatInfo = new ChatInfo(_chatInfos.Count, _chatInfos.Skip(index).ToArray());
    }

    return chatInfo;
}

[ComputeMethod]
protected virtual Task<Unit> EveryChatTail() => TaskExt.UnitTask;

public Task SendMessage(ChatMessage message, CancellationToken cancellationToken = default)
{
    lock (_chatInfosLock)
    {
        _chatInfos.Add(message);
    }

    using (Computed.Invalidate())
    {
        _ = EveryChatTail();
    }

    return Task.CompletedTask;
}

index에 상관없이 GetChatMessages()의 캐싱된 전체 값을 무효화 하기 위한 트릭으로 아무것도 계산하지 않는 EveryChatTail()을 만들고, SendMessage()에서 EveryChatTail() 으로 캐싱된 값을 무효화 한 후 GetChatMessages()에서 단지 한번 await EveryChatTail()로 호출해줌으로써 의존성을 만들었습니다.

| 의존성 관계

EveryChatTail() <- GetChatMessages()

즉, EveryChatTail()의 값이 무효화 되면 index와 상관없이 GetChatMessages()의 캐신된 값도 무효화 됩니다.

자, 여기까지는 컴퓨팅 서비스에 관한 이야기였습니다. 하지만 실시간 앱은 실시간으로 반응해야 하니까요. 어떻게 실시간으로 반응해 관련 처리를 할 있는지 살펴봅시다.

반응형 서비스

FusionChatServer에서 제공하는 웹API만 가지고서는 실시간 서비스를 제공할 수 없습니다. 똑똑하게도 퓨전은 약간의 조정 만으로 실시간 서비스를 제공하도록 만들 수 있습니다.

Publish 특성

FusionChatServer.Controllers.ChatController.cs 코드를 보면 GetMessage()[Publish] 특성이 있는 것을 알 수 있습니다. 이 특성으로 인해 퓨전이 해당 API가 무효화 될 때마다 클라이언트로 알려줘야 하는지를 알게 됩니다.

이제 GetChatMessages()의 값이 무효화 될 때마다 클라이언트에서 수신할 수 있어요! 하지만 이를 이용하려면 Stl.Fusion.Client 패키지를 이용해야 하는데 FusionChat.FusionChatClient.cs의 코드처럼 만들고 사용할 수 있습니다.

Publish로 무효화 통지를 받게 되었으므로 이를 감지하려면, 해당 API 메서드를 한번만 호출하고 아래의 코드처럼 무효화 되었을 때 처리하는 로직을 만들 수 있습니다.

FusionChat.MainForms.cs

...
var client = new FusionChatClient(new Uri("https://localhost:7233/"));
_computedState = client.StateFactory.NewComputed<ChatInfo>(new ComputedState<ChatInfo>.Options()
{
    UpdateDelayer = FixedDelayer.Instant
}, async (state, CancellationToken) =>
{
    var result = await client.ChatService.GetChatMessages(messageIndex);
    messageIndex = result.TotalMessages;

    this.BeginInvoke(() =>
    {
        foreach (var message in result.Messages)
        {
            chatText.AppendText($"{message.Nickname}: {message.Message}\r\n");
        }
    });

    return result;
});
...

기본 설정으로인해 NewComputed()으로 등록된 콜백 함수가 한번 호출됩니다.

이제 되었습니다! 여러개의 폼을 띄워 놓고 어떤 폼에서든지 메시지를 보냈을 때 퓨전은 GetChatMessages() 의 값을 무효화 하고 Publish 특성에 의해 클라이언트에 다시 GetChatMessages()의 값이 변경되었음을 통보하여 NewComputed()로 등록한 콜백 함수가 호출되고, 이곳에서 해당 정보를 업데이트 하게 되면 실시간 채팅 앱이 완성되었습니다! ^^

클라이언트에서의 컴퓨팅 메서드의 사용은 퓨전의 복제 서비스(Replica Service)에 의해 클라이언트에서도 캐싱이 되어 편안하게 마구마구 API를 호출해도 최적의 속도로 동작합니다.

정리

FusionChat은 Stl.Fusion의 강력한 기능을 소개하기 위한 목적으로 만들어졌으므로 복제 서비스(Replica Service) 및 각종 옵션에 대한 설명을 생략하였습니다. 좀 더 자세한 내용은 제가 번역하고 있는 Fusion 튜토리얼원문을 참고하시기 바랍니다.