같이 코딩 하실래요?

좀 더 쓰기편한 Velog로 옮깁니다.

마크다운으로 쓸 수 있어서 좀 더 익숙한 것 같습니다.

https://velog.io/@go4521304

전문가를 위한 C++

C++ 17에서 추가된 기능으로 구조적 바인딩이란 개념이 추가됐다고 한다.

이것을 이용하면 여러개의 변수를 선언 할 때 배열, 구조체, 페어 혹은 튜플의 값으로 초기화 할 수 있다고 한다.

적용 방법은 auto 키워드와 [ ] 대괄호 사이에 변수명을 적고 오른쪽에 값을 넣어주면 된다.

array<int, 3> value = {1, 2, 3};
auto [x, y, z] = value;

다만 유의할 점은 무조건 auto 키워드를 사용해야 한다는 것과 왼쪽에 선언한 변수의 개수와 오른쪽에 표현식의 값 개수가 일치해야 한다는 것이다.

구조적 바인딩은 배열 뿐 아니라 모든 멤버가 non-static 이면서 public으로 선언된 데이터 구조라면 어떤 것도 적용 할 수 있다고 한다. (예를 들면 struct, pair, tuple)

struct에 구조적 바인딩을 사용한 예시

struct Point {
	double a, b;
	int c;
};

int main() {
	Point p = {1, 2, 3};
	auto [x, y, z] = p;
}

pair과 tuple은 내가 더 공부해보고 추후 더 자세히 적어보는 것으로 하겠다.

전문가를 위한 C++

C++ 17에서 추가된 기능으로 if 문 안에서  이니셜라이저 (초기자)를 넣는 기능이 추가됐다고 한다.

간단하게 설명하면 if 문안에서 변수를 정의하고 그것을 바로 조건문에서 사용할 수 있는 것인데 이곳저곳에 쓸 일이 많을 거 같아 적었다.

if ( <이니셜라이저>; <조건문>) { <본문> }

문법은 위와 같고 이니셜라이저에서 정의한 변수는 <조건문>과 <본문> 안에서만 사용할 수 있다.

+ switch 문에서도 이니셜라이저를 지원한다. 문법은 아래와 같고 if 문에서와 마찬가지로 <조건문>과 <본문> 안에서만 사용할 수 있다.

switch (<이니셜라이저>; <표현식>) { <본문> }

예시)

int main()
{
	int i = 10;

	// if 문 이니셜라이저
	if (int test = i; test > 0)
		cout << "Wha!";
    
	// switch 문 이니셜라이저
	switch (int test = i + 20; test)
	{
	case 10:
		cout << "i 인가?";
		break;

	case 30:
		cout << "test 인가?";
		break;

	default:
		break;
	}
}

지난 시간에는 FSocket과 Winsock을 사용하여 서버와 연결을 해보았다.

이제 패킷을 전송해보고 받는 것을 알아보자. 또한 동기식 소켓으로 구현을 하여 데이터를 받으면 Recv 가 대기를 하기 때문에 게임 루프에 영향을 준다. 스레드를 생성하여 게임 루프에 영향이 가지 않도록 하는 방법도 알아보자.

1) Send, Recv

사실 이것들은 별 특별한게 없다.

Send부터 알아보자.

// send 함수 사용 예시
int nSendLen = send(Socket, buff, buff[0], 0);

순서대로 지난시간에 만들었던 SOCKET 변수, 보낼 데이터, 보낼 데이터의 길이, 마지막은 flags 값인데 보통 0을 넣으면 된다. (참고 MSDN 설명)

반환값으로는 보낸 패킷의 길이를 받아올 수 있다.

Recv 도 간단하다.

// Recv 함수 사용 예시
char RecvBuff[BUFSIZE] // 패킷을 저장할 변수

int RecvLen = recv(Socket, RecvBuff, BUFSIZE, 0);

순서대로 SOCKET 변수, 패킷을 저장할 변수의 시작 위치와 저장할 수 있는 최대의 크기, 마지막은 flags 값이다. 이것도 보통 0을 넣으면 된다. (참고 MSDN 설명)

Send와 Recv 모두 주의해야 할 것은 두 번째 파라미터로 변수의 시작 위치를 넘겨준다는 것이다.

그리고 Send와 Recv의 세번째 파라미터에 보내주는 길이가 의미하는 것도 잘 생각하고 제대로 넣어주자.

2) FRunnableThread

우리는 동기 소켓으로 생성하여 연결을 하였다.

동기 소켓의 특징으로는 데이터를 받을 때까지 대기를 하며 이 때문에 클라이언트가 더 이상 진행을 하지 못하고 멈춘다.

위에 적인 코드를 사용하여 액터의 Tick 함수에 Recv를 넣고 하고 게임을 실행하면 아마 작동이 멈출 것이다.

언리얼 엔진에서 Tick 함수는 MainThread 가 액터 하나씩 돌아다니면서 순차적으로 호출을 하는데, 동기 소켓의 Recv 함수에서 데이터를 받을 때까지 대기를 하니 게임도 덩달아 같이 정지가 되어버린다.

이를 해결하기 위해 Recv 함수를 스레드를 생성하여 게임 루프와는 별개로 작동시키게 할 것이다.

일단 해보자.

언리얼 엔진에서는 FRunnable 이라는 class를 이용하여 스레드를 생성할 수 있다.(참고 언리얼 C++ 레퍼런스)

// HOUSE_OF_TREE_API 는 예제로 사용한 프로젝트의 이름이다.
class HOUSE_OF_TREE_API ClientSocket : public FRunnable
{
public:
	// 생성자와 소멸자
	ClientSocket();
	~ClientSocket() override;

	// 상속받은 세개의 함수
	bool Init() override;
	uint32 Run() override;
	void Exit() override;
    
	// 소켓 변수
	SOCKET Socket;
    
private:
	// 쓰레드
	FRunnableThread* Thread;
};

먼저 비어있는 C++ 클래스를 생성하고 FRunnable 를 상속받자.

그리고 스레드를 시작하고 (Init), 작동시키고 (Run), 종료할 수 있는 (Exit) 함수 세 개를 오버 라이딩하자.

 그다음 소켓통신에 사용할 소켓 변수와 스레드 변수를 선언했다.

코드를 찬찬히 보면 FRunnableThread 은 뭘까 싶을 수 있다.

간단히 설명하면 FRunnableThread는 스레드 '객체' 이고 FRunnable 은 이 쓰레드 객체가 실행할 '대상'이다.

잘 이해가 안 되신다면 스레드를 생성하는 다음 코드를 봐보자.

ClientSocket::ClientSocket()
{
	Thread = FRunnableThread::Create(this, TEXT("Network Thread"));
}

ClientSocket::~ClientSocket()
{
	if (Thread)
	{
		// 스레드 종료
		Thread->WaitForCompletion();
		Thread->Kill();
		delete Thread;
	}
}

#pragma endregion

bool ClientSocket::Init()
{
	UE_LOG(LogNet, Warning, TEXT("Thread has been initialized"));
    
	// Socket 연결을 하는 코드를 넣으면 된다. (너무 길어서 뺐다)
}

uint32 ClientSocket::Run()
{
	while (true)
	{
		// Recv 작업을 여기서 진행 하면된다.
	}

	return 0;
}

void ClientSocket::Exit()
{
	if (Socket)
	{
		// Socket 연결을 끊고 Winsock 사용을 종료
		closesocket(Socket);
		WSACleanup();
	}
}

생성자에서 FRunnableThread::Create(this, TEXT("Network Thread")); 이 코드를 통해서 쓰레드를 생성하고 작동할 '대상'을 지정했다.

이 FRunnable class에서 작동할 것이니 this를 넣어줬다.

뒤에 문자열은 Thread의 이름이다. 알기 쉽게 지어주자. (참고 언리얼 C++ 레퍼런스 FRunnableThread)

소멸자에는 Thread가 작동 중이면 종료하고 객체를 삭제하도록 해놨다.

스레드가 생성이 되면 Init 함수가 실행이 되고 그다음에 Run 함수를 실행한다.

Recv 작업을 계속할 것이므로 무한 루프를 하고 그 안에서 recv 함수를 호출하면 된다.

스레드를 종료시키면 Exit 함수가 호출되고 종료된다.

Init 함수에서는 소켓을 연결하고, Exit 함수에서는 소켓 연결을 끊도록 작성했다.

이제 실행을 해보면 게임 루프 대기 없이 recv 작업을 수행할 수 있게 되었다!

사실 여기서 다른 문제가 하나 더 있는데, 네트워크를 통해 정보를 받아 게임상의 액터를 조작할 경우 MaingameThread가 아니라며 엔진에서 작업을 막아버린다.

결국 새로운 스레드를 생성해 정보를 받아왔지만 이것을 게임에 반영하려면 다시 메인 게임 루프로 정보를 가져와야 한다는 것이다...

나는 메시지 큐를 사용하여 정보를 저장해놓고 그것을 메인 게임 루프에서 처리하는 방식으로 작업을 진행하였는데 이것은 다음에 다시 작성해보겠다.

다른 좋은 방법이 있으면 공유해주시길 바란다.

링크는 실제 내가 사용한 코드다. 참고용으로 올린다. (참고 ClientSocket.h / ClientSocket.cpp)

어쩌다 보니 글이 매우 장황해졌는데 전달이 잘 되었는지는 모르겠다.

제작을 하면서 제일 고생을 한 부분이었고, 다른 사람들은 나보다 덜 고생하길 바라는 마음으로 작성하다 보니 그렇게 되었다.

그럼 이만...

IOCP 서버와 연결하기 위해 네트워크 통신을 구현하였다. 여기서는 두 가지 API를 소개하지만 나는 그중에서 Winsock을 사용할 것이다.

1) FSocket

언리얼 엔진에서는 이미 소켓통신을 위한 API를 구비해 두었다. (언리얼 엔진 Socket API)

물론 이 글 이후에 진행되는 모든 것 들은 다 Winsock을 이용할 것이지만 혹시 쓰실 분이 있으실까 해서 남겨놓는다.

(별 다른 이유는 없고 문제가 생기면 찾기 더 쉽고 무엇보다 서버 플머가 만들어준 걸 쓰기 편하기에...)

방법은 Winsock과 크게 다르지 않다.

#include "ClientSocket.h"
#include "SocketSubsystem.h"
#include "Interfaces/IPv4/IPv4Address.h"

FSocket* Socket;	// 소켓 담을 변수를 생성

// 소켓을 생성
Socket = ISocketSubsystem::Get(PLATFORM_SOCKETSUBSYSTEM)->CreateSocket(TEXT("Stream"), TEXT("Client Socket"));

// IP를 FString으로 입력받아 저장
FString address = TEXT("127.0.0.1");
FIPv4Address ip;
FIPv4Address::Parse(address, ip);

int32 port = 6000;	// 포트는 6000번

// 포트와 소켓을 담는 클래스
TSharedRef<FInternetAddr> addr = ISocketSubsystem::Get(PLATFORM_SOCKETSUBSYSTEM)->CreateInternetAddr();
addr->SetIp(ip.Value);
addr->SetPort(port);

GEngine->AddOnScreenDebugMessage(-1, 5.f, FColor::Red, FString::Printf(TEXT("Trying to connect.")));

// 연결시도, 결과를 받아옴
bool isConnetcted = Socket->Connect(*addr);

코드 상세 설명

CreateSocket 함수를 사용해서 FSocket 을 생성한다.

TEXT("Stream")을 주면 TCP 프로토콜을 사용하겠다는 뜻이다. (UDP는 TEXT("DGram")을 인자로 주면 된다.)

두 번째 인자 TEXT("Client Socket") 은 디버그 이름이다. 알기 쉬운 이름으로 지정해주자.

CreateSocket(TEXT("Stream"), TEXT("Client Socket"));

FIPv4Address 구조체에 IP 주소를 저장한다.

IP주소는 FString으로부터 Parse함수를 사용하여 저장한다.

FString address = TEXT("127.0.0.1");
FIPv4Address ip;
FIPv4Address::Parse(address, ip);

FInternetAddr 클래스에 네트워크 정보를 저장한다. 이 클래스에서 네트워크 바이트로 정렬해준다.

TSharedRef<FInternetAddr> addr = ISocketSubsystem::Get(PLATFORM_SOCKETSUBSYSTEM)->CreateInternetAddr();
addr->SetIp(ip.Value);
addr->SetPort(port);

이제 Connect 함수에 방금 만든 FInternetAddr 클래스의 주소를 보내 연결을 한다.

bool isConnetcted = Socket->Connect(*addr);

반환 값을 사용해 접속에 성공했는지 확인해볼 수 있다.

2) Winsock

Winsock을 사용한 방법이다. 자세한 설명은 찾아보면 많이 나오니 간단하게 설명하고 넘어가겠다.

// window 기본 타입 Hide
#include "Windows/AllowWindowsPlatformTypes.h"
#include "Windows/prewindowsapi.h"

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#include <WinSock2.h>

#include "Windows/PostWindowsApi.h"
#include "Windows/HideWindowsPlatformTypes.h"

SOCKET Socket;

WSADATA wsaData;
int nRet = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);	// Winsock 초기화
if (nRet != 0) return false;

// 소켓 생성
Socket = WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);
if (Socket == INVALID_SOCKET) return false;

// IP, Port 정보 입력
SOCKADDR_IN stServerAddr;
stServerAddr.sin_family = AF_INET;
stServerAddr.sin_port = htons(6000);
stServerAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

// 접속
nRet = connect(Socket, (sockaddr*)&stServerAddr, sizeof(sockaddr));
if (nRet == SOCKET_ERROR) return false;

코드 상세 설명

Winsock 라이브러리와 헤더를 추가해주었는데 여기서 아래와 같은 에러가 뜬다. 

Warning C4005 'TEXT': macro redefinition

error C4003: not enough arguments for function-like macro invocation 'min'

Windows.h 헤더를 포함하여 생기는 에러이다.

그래서 에러가 생긴 헤더를 'Windows/AllowWindowsPlatformTypes.h' 로 감싸서 해결해 주었다. (참고)

#include "Windows/AllowWindowsPlatformTypes.h"
#include "Windows/prewindowsapi.h"

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#include <WinSock2.h>

#include "Windows/PostWindowsApi.h"
#include "Windows/HideWindowsPlatformTypes.h"

사용할 Winsock 버전을 선택하고 초기화 하는 과정이다. 반환값을 사용하여 제대로 초기화가 진행 되었는지 확인 할 수 있다.

WSADATA wsaData;
int nRet = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);

소켓을 생성한다. AF_INET은 IPv4 주소 체계를, SOCK_STREAM은 TCP 프로토콜을 나타낸다.

이 역시 반환 값을 비교하여 제대로 생성이 되었는 지를 확인 할 수 있다.

Socket = WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);
if (Socket == INVALID_SOCKET) return false;

IP주소와 포트번호를 SOCKADDR_IN 구조체에 넣어준다.

SOCKADDR_IN stServerAddr;
stServerAddr.sin_family = AF_INET;
stServerAddr.sin_port = htons(6000);
stServerAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

connect 함수에 SOCKADDR_IN 구조체의 포인터와 크기를 인자로 주면 연결을 시도한다.

nRet = connect(Socket, (sockaddr*)&stServerAddr, sizeof(sockaddr));
if (nRet == SOCKET_ERROR) return false;

이렇게 두 가지 방법으로 연결하는 것을 적어보았다.

다음 글에서는 패킷 전송과 수신, 그리고 스레드를 생성하는 것을 적어보겠다.

1) 시작

언리얼 엔진에서 기본으로 제공하는 서버는 보통 소규모 MO 게임을 위한 서버들이다.

(서버 관련 내용은 아래에 잘 정리되어 있으니 한번 찾아보시길)

하지만 우리들은 IOCP를 사용한 서버를 만들기로 기획하였기에 나는 서버와 통신하는 방법을 이곳저곳 찾아보았다. (아마 이글을 보시는 분들도 대부분 같은 고민을 가지고 찾아오셨을꺼라 생각한다.)

결론은 직접 네트워크 통신을 구현해야 한다는 것인데 소켓 프로그래밍은 3학년 2학기 때 수업에서 배우고 또 직접 개발을 해본 경험이 있기에 괜찮지만 문제는 이걸 엔진과 연동해서 사용해본 적이 없다는 것이다.

많은 시행착오를 거쳐 결국 서버와 연결에 성공했지만 진짜 그 과정에서 참고할 자료가 너무너무너무 없어서 정말 힘들었다.

그래서 조금이나마 도움이 되길 바라며 IOCP 서버와 언리얼 엔진사이의 소켓통신을 구현하는 과정을 공유해 보려고 한다.

(1) FSocket, Winsock 연결

(2) 패킷 Send와 Recv 그리고 스레드 생성