C++26 표준 초안 완성: 리플렉션, 메모리 안전성, 계약, 비동기 프레임워크 포함

C++26 표준 기능

ISO C++ 표준 위원회 전 의장인 Herb Sutter에 따르면, C++26 표준 초안이 이제 완성되었습니다. 최종화된 초안은 네 가지 주요 개선 영역을 도입합니다.

리플렉션

리플렉션은 개발자에게 C++의 내부 메커니즘에 대한 접근을 제공하여 언어가 스스로를 설명하고 런타임 오버헤드 없이 코드를 생성할 수 있게 합니다. 이는 메타프로그래밍을 위한 견고한 기반을 제공하며, 새로운 기능을 재사용 가능한 컴파일 타임 라이브러리로 표현할 수 있게 함으로써 향후 언어 진화를 단순화할 수 있습니다.

예를 들어, 리플렉션은 C++ 인터페이스를 선언하기 위한 특수화된 구문을 가능하게 합니다:

class(interface) IFoo {
    int f();
    void g(std::string);
};

이것은 가상 메서드를 포함한 고전적인 인터페이스 선언으로 변환됩니다. 인터페이스 추상화는 순수 ISO C++로 빌드하는 컴파일러인 cppfront의 일부이며, 여기에는 다음과 같은 다른 추상화도 포함됩니다:

• copyable: 복사/이동 생성/할당을 가진 타입을 표현하기 위한 것
• ordered: operator<=>를 사용하여 완전히 순서가 지정된 타입을 정의하기 위한 것
• union: 이름이 있는 태그된 공용체를 위한 것
• regex 및 기타

메모리 안전성

C++26은 초기화되지 않은 지역 변수를 읽을 때 정의되지 않은 동작을 기본적으로 제거하고, vector, span, string, string_view를 포함한 대부분의 표준 라이브러리 타입에 대한 범위 안전성을 포함합니다.

이러한 변경 사항은 이미 Apple과 Google에서 수억 줄의 C++ 코드에 걸쳐 프로덕션에 배포되었습니다. Google만 해도 1,000개 이상의 버그를 수정했으며, 연간 1,000~2,000개의 버그를 예방할 것으로 예상되며, 프로덕션 플릿 전체의 세그폴트 비율을 30% 감소시켰습니다.

이러한 이점은 기존 코드를 새로운 컴파일러로 재컴파일함으로써 단순히 달성되었습니다. 단 7건의 경우에만 컴파일러가 고도로 최적화된 코드를 분석할 수 없어 개발자가 세분화된 API를 사용하여 해당 특정 부분에서 메모리 안전성을 선택적으로 해제해야 했습니다.

계약

C++26 계약은 방어적 프로그래밍을 언어에 도입하여 기능적 안전성과 메모리 안전성을 모두 개선합니다. 이는 개발자가 메서드 실행 중에 위반되어서는 안 되는 사전 및 사후 조건을 표현할 수 있게 합니다. 계약은 어설션을 함수 선언으로 이동시켜 호출자와 정적 분석 도구에 보이게 합니다.

C++는 계약 위반을 처리하는 네 가지 방법을 제공합니다: 무시, 관찰, 강제, 빠른 강제. 또한 계약은 C의 assert 매크로를 대체하는 네이티브 어설션 메커니즘을 가져옵니다.

비동기 모델: std::execution

C++26은 동시성과 병렬성을 표현하고 제어하기 위한 프레임워크로 std::execution을 도입합니다. 세 가지 주요 추상화는 스케줄러, 발신자, 수신자이며, 이는 사용자 정의 가능한 비동기 알고리즘 세트를 통해 구성될 수 있습니다.

std::execution은 C++20 코루틴과 함께 작동하도록 설계되었으며, 구조화된(엄격하게 수명이 중첩된) 동시성과 병렬성을 사용하여 데이터 경쟁이 없는 프로그램을 작성하기 쉽게 만듭니다.

두 주요 C++ 컴파일러인 GCC와 Clang은 이미 표준화 과정에서 C++26 기능의 대부분을 구현했습니다.