[iOS & Swift 5.3+] @main : type기반의 프로그램 진입점

iOS 프로젝트를 처음 생성하면 자동으로 생성되는 몇 가지 파일이 있죠? 그 중에서 "AppDelegate.swift"는 AppDegate 클래스를 정의하고 앱이 시작되는 진입점을 알려주고 앱의 입력이벤트를 전달하는 런루프를 생성하는 역할을 합니다.

이 AppDelegate의 역할을 이해하려고 블로그글을 참고하는 과정에서 Swift가 5.3버전으로 업데이트 되면서 프로그램의 entry point를 알려주는 속성이 @UIApplicationMain에서 @main으로 변경된 것을 알게되었습니다. 해당 사항은 Xcode 12부터 적용이 되었죠!

그래서 이번 포스팅을 통해 해당 내용을 공부하면서 배운 것들을 정리해보고자 합니다. 

기존 Xcode 11에서의 @UIApplication

Xcode 12부터 적용된 @main 속성

 

해당 변경 사항은 Apple의 swift-evolution 레포지토리에 2020년 3월에 처음 제안되었습니다. 

소개글을 보시면 프로그램 실행 시작 시 진입점으로 타입을 지정하기 위한 스위프트 언어의 기능이라고 설명합니다. 탑 레벨의 코드를 작성하는 것 대신 사용자는 single type에 @main 속성을 사용할 수 있다는데요. 라이브러리와 프레임워크는 프로토콜과 클래스 상속을 통해 앱의 진입점을 커스터마이징할 수 있다고 합니다. 이게 무슨 말일까요? 

그러려면 먼저 탑 레벨 코드에 대해서 이해를 해봐야겠습니다. 

스위프트 공식문서에서는 Swift 소스 파일안에서 탑 레벨 코드는 0개 이상의 선언이나 정의 그리고 표현식으로 구성된다고 합니다. 기본적으로 소스파일의 탑 레벨에서 선언된 것들은 같은 모듈내의 모든 소스파일에서 접근 가능하다는 것이죠.

이 탑 레벨 코드에는 두 가지 종류가 있다고 합니다. 탑 레벨 선언(top-level declarations)과 실행가능한 탑 레벨 코드(excutable top-level code)인데요.

이 중 소개글에서 의미하는 탑 레벨 코드는 실행가능한 탑 레벨 코드를 의미합니다. 오직 프로그램의 진입점으로서만 허용된답니다. 

그러니 처음에 의미한 탑 레벨 코드는 기존의 진입점을 알려주는 @UIApplicationMain속성이었다는 것을 알 수 있겠죠?

@UIApplicationMain

Objective-C 기반의 프로젝트에서는 "main.m" 소스파일에 있는 main()함수를 실행하며 프로그램이 시작되고 Swift기반의 Xcode 프로젝트에서 Mac 템플릿을 생성하면 기본적으로 "main.swift" 파일을 포함하여 main함수를 쉽게 찾을 수 있습니다.

그러나 Xcode에서 새 iOS 프로젝트를 만들고 앱이 어디서 부터 시작되는지 알기위해 main() 함수 혹은 "main.swift" 파일을 찾아 보면, 쉽게 찾을 수가 없습니다. 그 이유는 iOS 기본 템플릿에선 Swift파일에 @UIApplicationMain을 포함함으로서 컴파일러가 iOS 앱의 진입점을 합성하기 때문에 따로 "main.swift"파일이 필요하지 않기 때문입니다.

그렇다고 main()함수가 존재하지 않는 것은 아닙니다. Swift기반의 iOS프로젝트에서는 UIKit 프레임워크가 이를 숨겨서 관리하므로 찾기 힘들었던 것이지요.

UIApplicationMain 함수

@UIApplicationMain은 UIApplicationMain 함수를 호출하고 해당 클래스의 이름을 델리게이트 클래스의 이름으로 전달합니다.

이 함수는 앱 실행에서 중요한 몇 가지의 기능을 수행합니다.

• 앱의 본체에 해당하는 객체인 UIApplicaion객체를 생성, 이 객체는 앱의 Life Cycle을 관리합니다.
• 지정된 클래스(@UIApplicationMain이 표시된)에서 델리게이트를 인스턴스화 하고 이를 앱의 객체에 할당합니다.
• 앱의 Run Loop을 포함한 기본 이벤트처리 루프를 설정하고 이벤트 처리를 시작합니다.
• 앱의 info.plist에 불러올 main nib파일이 제대로 명시되어있으면, 해당 nib파일을 불러옵니다 (유저 인터페이스를 불러옵니다.)

 

해당 함수는 반환타입이 Int32로 명시되어있지만 그 값을 반환하지는 않습니다. 

그럼 @UIApplicationMain의 역할과 함수의 기능에 대해서 알아보았으니 왜 @main을 사용하게 되었는지 알아봅시다.

@main

스위프트 프로그램은 소스파일의 시작점 부터 시작하고 특별한 구문없이 절차적 코드에서 훌룡하게 작동합니다. 그러나 사용자용 앱의 경우 종료 될 때까지 계속해서 실행되고 UIKit 및 AppKit과 같은 사용자 인터페이스 프레임 워크는 애플리케이션 실행의 복잡성을 처리하여 앱 동작을 정의하기위한 고급 API 후크를 제공합니다. 이러한 프레임 워크를 사용하는 개발자는 일반적으로 앱 실행의 문자 그대로 시작점에 대해 신경 쓰거나 상호 작용하지 않습니다.

이 두 모델을 해결하기 위해 앱은 프레임 워크의 기본 실행 시작점을 시작하기 위해 소량의 "부팅 로딩" 코드가 필요하게되죠. 초기 릴리스 이후 Swift는 UIKit 및 AppKit 애플리케이션 개발자를 위해 이 시작 프로세스를 원활하게 수행하기 위해 @UIApplicationMain 및 @NSApplicationMain 도메인이 명시된 속성을 제공했습니다.

이렇게 (하드 코드된?) 프레임워크에 연결된 속성을 사용하기 보다 지정된 타입(@main으로 명시된)을 사용하여 보다 더 일반적이고 가벼운 메커니즘을 제공하는 것이 더 이상적이라고 합니다. 이는 스위프트의 타입 기반의 시스템을 사용하여 문제를 해결하는 패턴에 더 적합하다는 것이죠. 그리고 프레임워크가 표준 언어 기능을 사용하여 깔끔하고 간단한 진입점 API를 제공할 수 있게 한다는군요.

그럼 어떻게 @main을 사용하여 Swift 컴파일러에게 프로그램의 진입점(entry point)을 알려줄 수 있는지 알아보겠습니다.

Swift 컴파일러는 @main이 달린 타입 struct MyProgram을 프로그램 진입점으로 인식합니다. 이 타입은 정적 main()메소드를 선언하는 하나의 요구사항을 충족하면 됩니다. 프로그램이 시작되면 @main으로 표시된 타입에서 정적 main ()메서드가 호출됩니다.

그럼 직접 iOS 프로젝트를 만들어 프로그램의 진입점을 직접 바꿔보겠습니다.

이렇게 AppDelegate라는 테스트 iOS 프로젝트를 만들고 앱의 진입점이 될 EntryPoint 타입과 정적 main()함수를 작성할 EntryPointProtocol을 따로 Swift 파일로 만들어 주었습니다. 

먼저 AppDelegate.swift 파일을 보겠습니다.

위에서 이해한 내용을 바탕으로 해당 코드를 해석하자면 @main로 표시해줌으로서 프로그램의 진입점은 AppDelegate 클래스이고 UIApplicationDelegate 프로토콜에 작성된 정적 main() 함수를 호출하게 된다는 것이죠.

그럼 테스트를 위해 @main속성을 주석 처리하고 앱 런칭이 완료될 경우 출력될 print 문을 작성해 놓겠습니다..

그리고 작성한 EntryPointProtocol에 정적 main()함수를 작성하고 EntryPoint 타입으로 프로그램 진입점을 바꿔보겠습니다.

EntryPointProtocol에 정적 메서드인 main()을 작성하고 EntryPoint에서 해당 프로토콜을 채택하고 main()메서드를 구현합니다.

EntryPoint 타입 위에 @main속성을 명시함으로서 프로그램의 진입점을 표시하고 채택한 프로토콜의 타입 메서드를 작성합니다.

그리고 빌드 후 실행하면 다음과 같이 실행되고 시뮬레이터에서 앱이 런칭되는 것을 확인 할 수 있습니다. AppDelegate의 main함수는 UIApplicationMain 함수를 호출하고 위에 정리한 기능들이 수행되고 나서 앱이 실행되게됩니다.

그럼 기존의 @UIApplicationMain 속성을 사용해도 문제가 없을까요?

이렇게 기존의 @UIApplicationMain속성을 사용하게되면 class 선언에만 사용이 가능하다는 오류를 볼 수 있습니다. 

정리

@UIApplicationMain대신 @main속성을 사용함으로서 타입 기반의 스위프트 코드에서 이상적인 프로그램 진입점을 알려줄 수 있고 main()함수는 일반 정적 메서드이므로 프로토콜에서 확장 메서드 또는 기본 클래스로 제공 할 수 있습니다. 이를 통해 프레임 워크는 추가 언어 기능 없이도 사용자 지정 진입점 동작을 쉽게 정의 할 수 있게됩니다. 

어떤 UI 프레임워크이던 상관없이 특정한 목적을 위한 속성(UIKitd와 AppKit의 @UIApplicationMain 및 @NSApplicationMain)보다 @main을 사용함으로서 일관성을 추구하고 더욱 간편한 진입점을 제공한다는 것으로 이해하면 좋을 것 같습니다.

 

공식문서와 영어자료를 해석하면서 개인적으로 공부하였기에 부족한 부분이 있을 수 있습니다. 

오류가 있으면 댓글로 알려주시면 감사하겠습니다!

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참고자료

• Understanding iOS application entry point
• [iOS] 앱의 시작 - entry point from iris14_seo
• What is @main in Swift?
• Wireframe - 앱 델리게이트의 이해