.NET 네이티브 및 컴파일 기술

.NET Framework를 대상으로 하는 Windows 데스크톱 애플리케이션은 특정 프로그래밍 언어로 작성되고 IL(중간 언어)로 컴파일됩니다. 런타임에 JIT(Just-In-Time) 컴파일러는 메서드가 처음으로 실행되기 직전에 IL을 로컬 머신의 네이티브 코드로 컴파일하는 역할을 담당합니다. 반면. .NET 네이티브 도구 체인은 컴파일 시간에 소스 코드를 네이티브 코드로 변환합니다. 이 문서에서는 .NET 네이티브와 .NET Framework 앱에 사용할 수 있는 다른 컴파일 기술을 비교하고, .NET 네이티브가 .NET 네이티브로 컴파일된 코드에서 발생하는 예외가 JIT 컴파일 코드에서 발생하지 않는 이유를 이해하는 데 도움이 되는 네이티브 코드를 생성하는 방법에 대한 실용적인 개요를 제공합니다.

네이티브 바이너리 파일 생성

.NET Framework를 대상으로 하고 .NET 네이티브 도구 체인을 사용하여 컴파일되지 않는 애플리케이션은 다음을 포함하는 애플리케이션 어셈블리로 구성됩니다.

• 메타데이터 는 어셈블리, 해당 종속성, 포함된 형식 및 해당 멤버를 설명합니다. 메타데이터는 리플렉션과 지연 바인딩 액세스에 사용되며, 경우에 따라 컴파일러와 빌드 도구에서도 사용됩니다.

• 구현 코드입니다. IL(중간 언어) opcode로 구성됩니다. 런타임 시 JIT(Just-In-Time) 컴파일러는 이를 대상 플랫폼의 네이티브 코드로 변환합니다.

주 애플리케이션 어셈블리 외에도 앱에 다음이 있어야 합니다.

• 앱에서 필요로 하는 추가 클래스 라이브러리 또는 외부 어셈블리입니다. 이러한 어셈블리에도 마찬가지로 어셈블리, 해당 형식 및 해당 멤버를 설명하는 메타데이터와 모든 형식 멤버를 구현하는 IL이 포함됩니다.

• .NET Framework 클래스 라이브러리입니다. .NET Framework 설치를 사용하여 로컬 시스템에 설치된 어셈블리 컬렉션입니다. .NET Framework 클래스 라이브러리에 포함된 어셈블리에는 메타데이터 및 구현 코드의 전체 집합이 포함됩니다.

• 공용 언어 런타임입니다. 어셈블리 로드, 메모리 관리 및 가비지 수집, 예외 처리, Just-In-Time 컴파일, 원격 처리, 그리고 상호 운용성(interoperability)과 같은 서비스를 수행하는 동적 링크 라이브러리들의 컬렉션입니다. 클래스 라이브러리와 마찬가지로 런타임은 .NET Framework 설치의 일부로 로컬 시스템에 설치됩니다.

앱이 성공적으로 실행되려면 애플리케이션별 어셈블리, 타사 어셈블리 및 시스템 어셈블리의 모든 형식에 대한 메타데이터 및 IL뿐만 아니라 전체 공용 언어 런타임이 있어야 합니다.

Just-In-Time(즉시) 컴파일

.NET 네이티브 도구 체인에 대한 입력은 C# 또는 Visual Basic 컴파일러에서 빌드한 UWP 앱입니다. 즉, 언어 컴파일러가 UWP 앱의 컴파일을 완료하면 .NET 네이티브 도구 체인이 실행을 시작합니다.

앱을 IL에서 네이티브 코드로 변환하는 과정에서 .NET 네이티브 도구 체인은 다음과 같은 작업을 수행합니다.

• 특정 코드 경로의 경우 리플렉션 및 메타데이터를 사용하는 코드를 정적 네이티브 코드로 바꿉니다. 예를 들어 값 형식이 ValueType.Equals 메서드를 재정의하지 않는 경우 기본 같음 테스트는 리플렉션을 사용하여 값 형식의 필드를 나타내는 FieldInfo 개체를 검색한 다음 두 인스턴스의 필드 값을 비교합니다. 네이티브 코드로 컴파일할 때 .NET 네이티브 도구 체인은 리플렉션 코드와 메타데이터를 필드 값의 정적 비교로 바꿉니다.

• 가능한 경우 모든 메타데이터를 제거하려고 시도합니다.

• 최종 앱 어셈블리에는 앱에서 실제로 호출하는 구현 코드만 포함됩니다. 이는 특히 타사 라이브러리 및 .NET Framework 클래스 라이브러리의 코드에 영향을 줍니다. 따라서 애플리케이션은 더 이상 타사 라이브러리 또는 전체 .NET Framework 클래스 라이브러리에 의존하지 않습니다. 대신 타사 및 .NET Framework 클래스 라이브러리의 코드는 이제 앱에 로컬로 제공됩니다.

• 리팩터링된 런타임은 전체 CLR을 대체하며, 주로 가비지 수집기를 포함하고 있습니다. 리팩터링된 런타임은 앱에 로컬이며 크기가 수백 킬로바이트에 불과한 mrt100_app.dll 라이브러리에서 찾을 수 있습니다. 정적 연결은 공용 언어 런타임에서 수행하는 많은 서비스가 필요하지 않으므로 가능합니다.

  비고

  .NET 네이티브는 표준 공용 언어 런타임과 동일한 가비지 수집기를 활용합니다. .NET 네이티브 가비지 수집기에서 백그라운드 가비지 수집은 기본적으로 사용하도록 설정됩니다. 가비지 수집에 대한 자세한 내용은 가비지 수집 기본 사항을 참조하세요.

.NET 네이티브 도구 체인에서 생성되는 결과 앱은 프로젝트 디렉터리의 디버그 또는 릴리스 디렉터리에 있는 ilc.out 디렉터리에 기록됩니다. 다음 파일로 구성됩니다.

• <appName>.exe는 단순히 Main.dll의 특수 < 내보내기로 제어를 전달하는 스텁 실행 파일입니다.

• <appName>.dll은(는) Windows 동적 링크 라이브러리로, 모든 애플리케이션 코드뿐만 아니라 .NET Framework 클래스 라이브러리의 코드 및 종속성이 있는 타사 라이브러리의 코드도 포함합니다. Windows와 상호 운용하고 앱에서 개체를 직렬화하는 데 필요한 코드와 같은 지원 코드도 포함되어 있습니다.

• mrt100_app.dll가비지 수집과 같은 런타임 서비스를 제공하는 리팩터링된 런타임입니다.

모든 종속성은 앱의 APPX 매니페스트에 의해 캡처됩니다. appx 패키지에 직접 번들로 제공되는 애플리케이션 exe, dll 및 mrt100_app.dll외에도 다음 두 개의 파일이 추가로 포함됩니다.

• msvcr140_app.dll는 mrt100_app.dll에서 사용하는 C 런타임 (CRT) 라이브러리입니다. 패키지의 프레임워크 참조에 의해 포함됩니다.

• mrt100.dll. 이 라이브러리에는 mrt100_app.dll성능을 향상시킬 수 있는 함수가 포함되어 있지만, 이 라이브러리가 없더라도 mrt100_app.dll 작동할 수 없습니다. 있는 경우 로컬 컴퓨터의 system32 디렉터리에서 로드됩니다.

.NET 네이티브 도구 체인은 앱이 실제로 해당 코드를 호출한다는 것을 알고 있는 경우에만 구현 코드를 앱에 연결하므로 다음 시나리오에 필요한 메타데이터 또는 구현 코드는 앱에 포함되지 않을 수 있습니다.

• 성찰.

• 동적 또는 지연된 바인딩 호출.

• 직렬화 및 역직렬화.

• COM 인터롭.

런타임에 필요한 메타데이터 또는 구현 코드가 없는 경우 .NET 네이티브 런타임은 예외를 throw합니다. 이러한 예외를 방지하고 런타임에 메타데이터 또는 구현 코드를 사용할 수 있어야 하는 프로그램 요소를 지정하고 런타임 정책을 할당하는 XML 파일인런타임 지시문 파일을 사용하여 .NET 네이티브 도구 체인에 필요한 메타데이터 및 구현 코드가 포함되어 있는지 확인할 수 있습니다. 다음은 .NET 네이티브 도구 체인에서 컴파일한 UWP 프로젝트에 추가되는 기본 런타임 지시문 파일입니다.

<Directives xmlns="http://schemas.microsoft.com/netfx/2013/01/metadata">
  <Application>
    <Assembly Name="*Application*" Dynamic="Required All" />
  </Application>
</Directives>

이렇게 하면 리플렉션 및 동적 호출을 위해 앱 패키지의 모든 어셈블리에서 모든 형식과 모든 멤버를 사용할 수 있습니다. 그러나 .NET Framework 클래스 라이브러리 어셈블리에서 형식을 리플렉션하거나 동적으로 활성화할 수 없습니다. 대부분의 경우 이는 적절합니다.

참고하십시오

• 메타데이터 및 자체 설명 구성 요소
• 리플렉션 및 .NET 네이티브
• .NET 네이티브 일반적인 문제 해결