특정 목적을 위한 Kotlin 함수들

함수의 컬러링이란 단어는 Google Dart 팀의 Bob Nystrom 씨가 2015년에 블로그에 포스팅에서 소개된 내용이다.

우선 Kotlin 표준 함수는 일반적인 프로그래밍에서의 함수의 역할과 똑같이 스택 메모리에 쌓이며 새로운 함수를 실행 시 다시 스택이 쌓이고 로직을 수행하는 역할을 한다.

하지만 이런 일반적인 함수 이외의 특수한 목적성을 띄고 해당 목적을 수행하기 위해 특화된 동작을 수행하는 함수가 있을 수 있다.

Kotlin에서의 예를 들어보자면 suspend 키워드가 붙은 함수는 중단함수로써 개발자로 하여금 범용적이며 관용적인 비동기 프로그래밍을 가능하도록 한다.

suspend 키워드가 붙은 함수는 컴파일 과정에서 중단과 제개를 재귀적으로 추상화한 Continuation 객체를 사용해 중단함수의 역할을 하게된다.

일반적인 로직 수행을 뛰어넘어 쓰레드를 블락하지 않고 중단, 제개가 가능한 코드블럭을 만들어 비동기 프로그래밍을 가능케 한다.

비슷한 사례로는 @Composable 어노테이션이 붙은 컴포저블 함수이다.

컴포저블 함수는 일반적인 Kotlin 표준 함수처럼 로직을 수행한다 라는 개념과는 전혀 다르게 Composiation Tree 의 노드를 만드는 역할을 한다.

로직을 수행하는 것이 아니라 입력받은 매개변수를 토대로 UI Tree의 노드를 구성하며 데이터의 변화에 맞춰 최신상태를 유지하는 역할을 한다.

함수 컬러링이란?

위 suspend 함수와 Composable 함수는 모두 표준 Kotlin 함수와 다르게 특정 역할을 수행하기 위해 사용된다.

그리고 두 함수는 공통점이 있는데 바로 표준 함수에서 호출될 수 없다는 것이다.

suspend 함수는 suspend 함수 안에서만 호출될 수 있고 @Composable 함수는 @Composable 안에서만 호출될 수 있다.

이것이 바로 함수의 컬러링 이라고 할 수 있다.

함수는 기본적으로 스택 메모리에 적재되는데 suspend 또는 @Composable 함수는 표준 함수와 다르게 마치 “채색된” 함수처럼 같은 종류의 색상을 가진 스택(컨텍스트)이 아니라면 호출이 불가하다.

따라서 색상이 다른 함수들은 통합되기가 어려운데 이를 가능케 하는 통합 지점이 분명히 필요하다.

예를 들어 suspend 함수와 표준 함수를 통합하는 통합지점은 CoroutineScope의 확장함수 를 통해서 실행되며 @Composable 함수와 일반 함수의 통합 지점은 Composition.setContent 를 통해 실현된다.

채색된 함수가 표준 함수에서 사용하되려면??

아래 코드 블럭을 보자

@Composable
fun ColoredFun(list: ImmutableList<Apple>) {
    Column {
        list.forEach {
            Text(it.name)
        }
    }
}

우리는 방금전까지 @Composable 함수가 채색 되어있어 같은 컨텍스트를 공유하는 함수에서만 호출될 수 있다고 배웠다.

하지만 Text(it.name) 함수는 어떻게 같은 @Composable 함수가 아닌 forEach 함수에서 실행될 수 있는걸까?

inline 키워드의 역할, “함수 컬러링” 문제 우회

우선 forEach 함수의 구현부를 찾아보자.

@kotlin.internal.HidesMembers
public inline fun <T> Iterable<T>.forEach(action: (T) -> Unit): Unit {
    for (element in this) action(element)
}

forEach 함수의 매개변수로 받는 람다는 Composable 함다가 아니다. 따라서 해당 람다 안에서 @Composable Text() 함수를 실행하기 위해서는 매개변수로 @Composable action: (T) -> Unit 를 받았어야 할 것이다.

하지만 어떻게 일반 람다 안에서 @Composable 함수를 실행시킬 수 있었을까?

정답은 inline 키워드에 있다.

해당키워드가 붙은 함수가 어떻게 컴파일되는지 직접 확인해보자.

// Kotlin Class
class InlineTest {
    fun main() {
        println(inlineTest { 1 + 3 })
    }

    private inline fun inlineTest(action: () -> Int): Int {
        return action()
    }
}

// Decomplied.java
public final class InlineTest {
   public final void main() {
      int $i$f$inlineTest = false;
      int var3 = false;
      byte var1 = 4; // 1 + 3 로직이 직접 실행, 함수 호출 X
      System.out.println(var1);
   }

   private final int inlineTest(Function0 action) {
      int $i$f$inlineTest = 0;
      return ((Number)action.invoke()).intValue();
   }
}

이렇게 컴파일 시 inline 함수를 호출하지 않고 함수 내부 코드를 복사 붙여넣기 한 효과를 볼 수 있다.

이때 추가적인 함수를 호출하고 스택을 만들지 않기 때문에 성능적인 측면에서도 유리할 수 있지만 진짜 강점은 “함수 컬리링” 문제를 우회할 수 있다는 점이다.

지금까지는 별 생각 없이 forEach 함수를 포함한 다양한 inline 함수 안에서 suspend 함수나 @Composable 함수를 사용했었다면 어떻게 같은 색상이 아닌 함수안에서 호출이 가능했는지 다시한번 생각해볼 수 있을 것이다.