Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 640. 닷넷 - 배열 크기의 한계 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 30039
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일
(연관된 글이 1개 있습니다.)
(시리즈 글이 6개 있습니다.)
.NET Framework: 188. .NET 64비트 응용 프로그램에서 왜 (2GB) OutOfMemoryException 예외가 발생할까?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/946

.NET Framework: 266. StringBuilder에서의 OutOfMemoryException 오류 원인 분석
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1171

.NET Framework: 357. .NET 4.5의 2GB 힙 한계 극복
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1403

.NET Framework: 367. LargeAddressAware 옵션이 적용된 닷넷 32비트 프로세스의 가용 메모리
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1441

.NET Framework: 640. 닷넷 - 배열 크기의 한계
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11142

.NET Framework: 2105. LargeAddressAware 옵션이 적용된 닷넷 32비트 프로세스의 가용 메모리 - 두 번째
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13294




닷넷 - 배열 크기의 한계

아래와 같은 질문이 있군요.

8GB 이상의 byte 배열 생성
; https://social.msdn.microsoft.com/Forums/ko-KR/fd578b7f-d3c8-4f00-9708-2407a03653f2/8gb-byte-?forum=visualcsharpko

위의 글에 대한 답변으로 예전에 썼던 .NET GC Heap을 2GB 넘게 사용하는 방법을 무심코 써먹었는데요. ^^;

.NET 4.5의 2GB 힙 한계 극복
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1403

아쉽게도 이것은 다른 문제입니다. 정리하면, GC Heap을 2GB 넘게 사용하는 것은 gcAllowVeryLargeObjects 옵션을 이용해 가능하지만 그렇다고 해서 배열의 요소 수가 232을 넘지는 못합니다. 이에 대해서는 gcAllowVeryLargeObjects 문서에 자세하게 나와 있습니다.

<gcAllowVeryLargeObjects> Element
; https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/framework/configure-apps/file-schema/runtime/gcallowverylargeobjects-element

  • The maximum number of elements in an array is UInt32.MaxValue.
  • The maximum index in any single dimension is 2,147,483,591 (0x7FFFFFC7) for byte arrays and arrays of single-byte structures, and 2,146,435,071 (0X7FEFFFFF) for other types.
  • The maximum size for strings and other non-array objects is unchanged.

위의 의미를 해석해 보면!

우선, 단일 차원의 크기는 Int32.MaxValue에서 56을 뺀 2,147,483,591(0x7FFFFFC7)이 최대 값입니다.

byte[] t1 = new byte[Int32.MaxValue - 56]; // Int32.MaxValue - 56 == 2,147,483,591

또한, 다중 차원으로 하는 경우 전체 요소의 수는 UInt32.MaxValue까지 가능합니다. 따라서, 다음과 같이 배열 할당은 가능하지만,

byte[,] t = new byte[Int32.MaxValue - 56, 2]; // 2,147,483,591 * 2 <= UInt32.MaxValue (4,294,967,295)
byte[,] t = new byte[65537, 65535]; // 65,537 * 65,535 <= UInt32.MaxValue (4294967295)

다음과 같은 배열 할당은 불가능합니다.

byte[,] t = new byte[Int32.MaxValue, 1];
byte[,] t = new byte[Int32.MaxValue - 56, 3]; // 2,147,483,591 * 3 > UInt32.MaxValue (4294967295)
byte[,] t = new byte[65537, 65536]; // 65,537 * 65,536 > UInt32.MaxValue (4294967295)

마지막으로 단일 문자열의 크기는 2GB를 넘을 수 없습니다. 즉, 문자 하나의 크기가 2바이트이므로 Int32.MaxValue / 2 == 1,073,741,823개의 글자만 담을 수 있는데 실제로 테스트해 보면 32를 뺀 1,073,741,791까지만 가능합니다. 즉, 다음은 허용 가능하지만,

int len = 1073741823 - 32;
string s1 = new string('c', len);

그 이상을 할당하면,

int len = 1073741823 - 31;
string s1 = new string('c', len);

OOM(System.OutOfMemoryException) 예외가 발생합니다.

("other non-array objects"라는 것은 단일 클래스로 내부의 primitive 멤버 만으로 2GB를 넘는 경우일 텐데 이런 상황은 거의 없을 것이므로 넘어갑니다. ^^)



참고로, byte 타입의 경우 Marshal.AllocCoTaskMem / AllocHGlobal을 사용하면 Int32.MaxValue의 모든 범위를 접근 가능한 배열을 얻을 수 있습니다.

int len = Int32.MaxValue;
IntPtr pBuf = Marshal.AllocCoTaskMem(len);

byte* ptr = (byte*)pBuf.ToPointer();

int i = 0;
for (i = 0; i < len; i++)
{
    *(ptr + i) = 10;
}

Console.WriteLine(*(ptr + len - 1));
Console.WriteLine();

Marshal.FreeCoTaskMem(pBuf);

AllocCoTaskMem 메서드가 받아들이는 인자의 타입이 int이므로 어쩔 수 없이 2GB 한계는 갖게 되지만 CLR 오버헤드로 인한 56바이트의 제약은 벗어날 수 있습니다.



자... 그럼 재미있는 거 하나를 더 해볼까요? ^^

Marshal.AllocCoTaskMem 메서드는 사실 내부적으로 CoTaskMemAlloc Win32 API를 호출하는 것뿐입니다.

CoTaskMemAlloc function
; https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/combaseapi/nf-combaseapi-cotaskmemalloc

그리고, 이 함수의 입력 인자 타입은 SIZE_T인데 64비트에서는 __int64로 정의된 64비트 타입입니다. 오호~~~ 그렇다면 닷넷에서 직접 CoTaskMemAlloc을 불러 배열의 한계를 넘는 것이 가능할 수 있습니다. 실제로 아래와 같이 UInt32.MaxValue의 크기를 갖는 메모리를 할당 후 바이트 배열로 취급하는 것이 가능합니다.

[DllImport("ole32.dll")]
static extern IntPtr CoTaskMemAlloc(long len);

[DllImport("ole32.dll")]
static extern void CoTaskMemFree(IntPtr pBuf);

private unsafe static void Alloc2Test()
{
    long len = UInt32.MaxValue;
    IntPtr pBuf = CoTaskMemAlloc(len);

    byte* ptr = (byte*)pBuf.ToPointer();

    long i = 0;
    for (i = 0; i < len; i++)
    {
        *(ptr + i) = 10;
    }

    Console.WriteLine(*(ptr + len - 1));
    Console.WriteLine();

    CoTaskMemFree(pBuf);
}

그럼, 이제 답이 나왔군요. "8GB 이상의 byte 배열 생성"은 Win32 API의 힘을 빌린다면 닷넷에서도 가능합니다. ^^

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 10/20/2023]

Creative Commons License
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.
by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com

비밀번호

댓글 작성자
 



2017-02-14 08시41분
[정환나라] in32.maxvalue에서 56을 뺀 크기라고 했는데 56은 무엇을 의미하는것인지 힌트라도 주실 수 있나요?
[guest]
2017-04-11 06시18분
[2017-02-14 덧글 수정] 저도 그에 대한 문서를 찾을 수가 없군요. ^^ 검색해 보면, stackoverflow 등에서 단지 magic number라고만 언급하는 정도입니다. 아무 근거 없이 추측해 보자면, 64비트이니 8바이트 정렬이 되었다고 가정하고 56이 8로 나눠지는 것으로 봐서는 7개의 부가 정보가 필요한데요. 다음의 글에 보면 그중 4개가 나옵니다.

.NET Array는 왜 12bytes의 기본 메모리를 점유할까?
; http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1173

Array 하나에 System.Object[]형에 대한 MethodTable 값, 배열의 요소 수, Element의 타입에 대한 MethodTable 값과 함께 배열의 마지막을 0으로 채운 값이 들어갑니다.

나머지 3개는... CLR 자체의 힙에 대한 기본적인 overhead일 수도 있는데, 아마도 CoreCLR 소스 코드를 봐야 알 수 있지 않을까 싶습니다. 이참에 '정환나라'님이 한번 보시고... 정리해 주시면... ^^
정성태

... [196]  197 
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
40정성태7/23/200321839COM 개체 관련: 10. IE BHO 개체를 개발할 때, 인터넷 익스플로러가 아닌 탐색기에서 활성화 되는 문제 해결 [1]
41김성현7/24/200320671    답변글 COM 개체 관련: 10.1. [답변]: IE BHO 개체를 개발할 때, 인터넷 익스플로러가 아닌 탐색기에서 활성화 되는 문제 해결
42정성태7/29/200318616        답변글 COM 개체 관련: 10.2. feedback 을 받기 위해서 답변 기능을 가능하게 해두었습니다.
39정성태7/17/200324401VS.NET IDE: 5. 원격 제어 3가지 방법
38정성태7/17/200320972.NET Framework: 8. IIS 서버 재설치와 ASP.NET 서비스의 문제점
36정성태7/17/200321619.NET Framework: 7. 시행착오 - WebService 참조 추가 오류
35정성태7/17/200322147.NET Framework: 6. Win2000에서의 .NET COM+ 자동 등록 오류 발생 해결
34정성태7/17/200320803VS.NET IDE: 4. VC++ 원격 디버깅파일 다운로드1
33정성태7/17/200320968VS.NET IDE: 3. Win2000 NAT 서비스
32정성태7/17/200322165COM 개체 관련: 9. _bstr_t, CComBSTR, string 클래스 사용 [1]
31정성태7/17/200319239COM 개체 관련: 8. IDL 구문에서 구조체를 pack 하는 방법
30정성태7/17/200336502VC++: 7. [STL] vector 사용법 및 reference 사용예 [1]파일 다운로드1
28정성태7/17/200320914스크립트: 3. Programming Microsoft Internet Explorer 5 - CHM 파일
29정성태7/17/200320390    답변글 스크립트: 3.1. Programming Microsoft Internet Explorer 5 - 소스코드
27정성태7/17/200319334COM 개체 관련: 7. HTML Control에서 DELETE, 화살표 키 등이 안 먹는 문제
26정성태7/17/200320488COM 개체 관련: 6. WebBrowser 콘트롤에서 프레임을 구하는 소스
25정성태7/17/200318121COM 개체 관련: 5. C++ Attributes - Make COM Programming a Breeze with New Feature in Visual Studio .NET [2]파일 다운로드1
24정성태7/17/200321740.NET Framework: 5. (MHT 변환해서 가져온 글) .NET 의 COM+ 서비스 사용파일 다운로드1
23정성태7/17/200325432.NET Framework: 4. webservice.htc - HTML Script에서도 웹서비스 엑세스 [2]파일 다운로드1
22정성태7/17/200319976.NET Framework: 3. .NET Framework SDK 퀵 스타트 자습서
21정성태7/17/200319037.NET Framework: 2. 김현승님의 "ASP.NET & .NET EnterpriseServices & Remoting 코드 템플릿"
20정성태2/15/200526067VS.NET IDE: 2. Platform SDK 설치
19정성태7/17/200322005.NET Framework: 1. JScript.NET 강좌 사이트[영문]
18정성태7/17/200319419COM 개체 관련: 4. Exchanging Data Over the Internet Using XML [1]파일 다운로드1
17정성태7/17/200327374VC++: 6. Win32 API Hook - 소스는 "공개소스"에있습니다. [2]
16정성태7/17/200319686COM 개체 관련: 3. IE 툴밴드의 위치문제파일 다운로드1
... [196]  197