Subtype Polymorphism과 성능 이슈
Programming / 2009. 11. 17. 10:28
객체지향 코덱 개발
제 업무의 60%는 표준 영상 코덱 개발입니다. 코덱개발은 성능과 품질이라는 trade-off를 가지고 있습니다.
더 많은 연산을 수행 할 수록 품질이 향상됩니다. 최근 멀티미디어 제품에서 품질 이슈가 굉장히 중요해졌습니다. 따라서 성능 개선이 가장 중요한 숙제중에 하나입니다. (대용량 미디어 처리를 위해 한 화면을 인코딩-디코딩하는데 약 2ms 이하로 유지해야 합니다.)
더불어 개발자에게 유지보수성(maintainability)은 버릴수 없는 가치 중에 하나입니다. 고객에게 직접적인 비즈니스 가치를 줄수는 없지만, 그 가치를 만들 수 있는 토대가 된다고 생각합니다.
기존의 영상 코덱은 주로 C언어로 개발되었습니다. 유지보수성은 철저하게 배재되었습니다. 자연히, 유지보수 가능 인력은 매우 제한되고, 기능 추가에 따른 위험은 매우 크며, 장애가 날 경우 원인 파악이 어려웠습니다. (대용량 미디어 처리 특성상 상용사이트에서 로그를 남기기 어렵습니다.)
그래서 저는 현재 기능 개발이 완료된 최신 영상 코덱(통신시장에서는 적용이 좀 늦습니다.)을 객체지향적으로 설계하고 개발하였습니다. (코덱의 복잡도가 매우 크게 증가해서 그랬습니다.ㅠㅠ 잘못한건가요??)
Subtype Polymorphism
Intellectual Wanderlust라는 블로그에 보면 "OOP란 조건문(if)을 줄이는 것"이라는 글에서 처럼 subtype polymorphism을 이용하여 조건문을 줄이는 것이 OOP의 핵심중 하나입니다. (IF문 안쓰기 운동도 있습니다. 껄껄^^ http://www.AntiIfCampaign.com 저도 동참하려고합니다(__ ))
보통 subtype polymorphism은 interface를 정의하는 base class를 상속(inheritance) 받아서 구현합니다.
따라서, virtual function을 자연스럽게 사용하게 됩니다.
(물론 C언어에서도 function pointer를 이용하여 비슷하게 구현할 수 있습니다. 좀 귀찮은 일이 많아 질 뿐이죠^^;;;)
Virtual Function과 성능 이슈
virtual function을 사용하게 되면 vtable이란 것이 생성됩니다. vtable을 이용하여 run-time에 어떤 함수를 호출할 건지 정하게 됩니다. 따라서, compile-time에서의 inline을 사용할 수 없습니다.(아픕니다.ㅠㅠ) 또한 vtable을 참조하여 함수호출이 이루어지는 경우 해당 주소로 redirect 해서 호출하게 되므로 성능이슈에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 점들은 함수의 덩치가 크고 호출되는 횟수가 많지 않다면 전혀 문제가 될수 없지만, 영상 코덱의 경우 굉장히 호출횟수가 많은 작은 함수들이 다수 존재하기 때문에 문제가 됩니다.
또한 객체들의 메모리 사이즈가 virtual function의 갯수 곱하기 4bytes만큼 증가합니다.(32bit machine 기준)
이는 작은 internal memory(2MB under)에서 많은 작업을 해야 하는 DSP에서 제약이 될 수도 있습니다.
그럼 어떻게 해결할 수 있는가?
저는 호출횟수가 많지 않은 곳에서는 subtype polymorphism을 적용하고, 호출횟수가 많은 곳에서는 interface class에 기본적인 내용을 구현하였습니다. (다행히 단순한 기능들이라 가능했습니다^^;;;)
결국 근본적인 해결이 아니기 때문에 부족한 부분이 많습니다. 그래서 찾아보고 고민하고 있습니다.!! (도움을 주세요~)
인터넷을 찾다가 virtual function을 template으로 대체 할 수 있다는 구문을 보고 찾아낸 방법입니다.
다음과 같은 방법으로 template을 사용하여 virtual function을 구현할 수 있습니다.
결과는 child의 print()가 호출됩니다.
child = 123
약간(?)의 노력이 필요하지만 필요한 것을 모두 얻을수 있습니다. (base class가 복잡해 질듯..ㅋㅋ)
추후에 코드를 리팩토링 하면서 조금씩 적용해봐야 할 것 같습니다.^^
어디 더 좋은 방법 없나요?~~
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