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<div style='display: inline'>
<h1 style='font-family: Malgun Gothic, Consolas; font-size: 20pt; color: #006699; text-align: center; font-weight: bold'>C#에서 확인해 보는 관리 힙의 인스턴스 구조</h1>

지난 글에서, 배열과 일반 참조형에 대한 관리 힙의 인스턴스 구조를 살펴보았는데요. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
일반 참조형의 기본 메모리 소비는 얼마나 될까요?
; <a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1174'>http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1174</a>

.NET Array는 왜 12bytes의 기본 메모리를 점유할까?
; <a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1173'>http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1173</a>

.NET 참조 개체 인스턴스의 Object Header를 확인하는 방법
; <a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1175'>http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1175</a>
</pre>
 
어려운 windbg를 사용하지 않아도 C#에서 간단하게 unsafe/fixed를 이용하여 확인을 하는 것도 가능합니다. 
 
어떻게 그럴 수 있는지 ^^ 배열부터 시험삼아서 테스트를 해볼까요? "<a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/1173'>.NET Array는 왜 12bytes의 기본 메모리를 점유할까?</a>"글에서 배열은 다음과 같은 구조를 갖는다고 설명했었습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
-4 : OBJECT HEADER(예: <a target='tab' href='http://yonifedaeli.blogspot.com/2017/03/sync-block-index-sbi-object-header-word.html'>SyncBlock Index</a>를 담는 용도)
+0 : MethodTable Address
+4 : 배열 요소 크기
+8 ~ : 값 배열
</pre>
 
위의 값을 구해오기 위해서, C#으로는 다음과 같이 코딩을 할 수 있습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
static unsafe void Main(string[] args)
{
 int [] test = new int[1];
 test[0] = 0xff;

Console.WriteLine("int [] ================== ");
 fixed (int *p1 = &amp;test[0])
 {
 Console.WriteLine("OBJECT Header(SyncBlock Index): " + (*(p1 - 3)).ToString("x"));
 Console.WriteLine("MethodTable Address: " + (*(p1 - 2)).ToString("x"));
 Console.WriteLine("배열 요소 크기: " + (*(p1 - 1)).ToString("x"));
 Console.WriteLine("0번째 배열 값: " + (*(p1 - 0)).ToString("x"));
 }
}

// 출력 결과
OBJECT Header(SyncBlock Index): 0
MethodTable Address: 72fd28b8
배열 요소 크기: 1
0번째 배열 값: ff
</pre>
 
만약, test 인스턴스에 대해 lock 구문을 걸면 Object Header의 값이 변경된 것을 확인할 수 있습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
Console.WriteLine("locked int [] ================== ");
lock (test)
{
 fixed (int* p1 = &amp;test[0])
 {
 Console.WriteLine("OBJECT Header(SyncBlock Index): " + (*(p1 - 3)).ToString("x"));
		...[생략]...
 }
}

// 출력 결과
OBJECT Header(SyncBlock Index): 1
</pre>
 
출력된 0x72fd28b8 값이 MethodTable 주솟값인지 확인하려면 windbg를 사용하여 !dumpobj 명령어를 실행해야만 하는데, 실제로 해보시면 값이 맞다는 것을 알 수 있습니다. 
 
그다음, 일반 참조 개체의 인스턴스 메모리를 살펴볼 차례인데요. 아쉽게도 object 형 개체에 대해서는 직접적으로 포인터를 받아올 수 없고 다음과 같이 해당 개체에 정의된 필드의 주소를 가져오는 방식을 사용하여 우회할 수 있습니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
class Program
{
 public int value = 0xff;

static unsafe void Main(string[] args)
    {
        Program pg = new Program();

fixed (int* p2 = &amp;pg.value)
 {
 Console.WriteLine("OBJECT Header(SyncBlock Index): " + (*(p2 - 2)).ToString("x"));
 Console.WriteLine("MethodTable Address: " + (*(p2 - 1)).ToString("x"));
 Console.WriteLine("첫 번째 필드 값: " + (*(p2 - 0)).ToString("x"));
 }
 }
}

// 출력 결과

SyncBlock Index: 0
MethodTable Address: 1d3810
첫 번째 필드 값: ff
</pre>
 
<hr style='width: 50%' /> 
 
지금까지 살펴본 코드에 착안해서 ^^ 현실성은 다소 떨어지지만... 재미있는 실험을 하나 해볼까요? ^^ 
 
다음은, 무한 대기 상태로 빠지는 예제입니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
class Program
{
 public int value = 0xff;

static void LockThread(object lockObject)
 {
 lock (lockObject)
 {
 Console.WriteLine("You can't see this message!");
 }
 }

static unsafe void Main(string[] args)
    {
        Program pg = new Program();

lock (pg)
 {
 Thread t1 = new Thread(LockThread);
 t1.Start(pg);
 t1.Join();
 }
 }
}
</pre>
 
그런데, 다음과 같이 강제로 SyncBlock Index 값을 설정/해제하는 코드를 작성하고, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
unsafe static void ForceSetLock(object lockObject, int oldValue)
{
 Program pg = lockObject as Program;

fixed (int* p2 = &amp;pg.value)
 {
 *(p2 - 2) = oldValue;
 }
}

unsafe static int ForceReleaseLock(object lockObject)
{
    Program pg = lockObject as Program;
    int lastValue = 0;

fixed (int* p2 = &amp;pg.value)
 {
 lastValue = *(p2 - 2);
 *(p2 - 2) = 0;
 }

return lastValue;
}
</pre>
 
LockThread에서 lock을 얻는 앞 뒤로 다음과 같이 처리를 해주면, 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
static void LockThread(object lockObject)
{
 int oldValue = ForceReleaseLock(lockObject);
 lock (lockObject)
 {
 Console.WriteLine("You can't see this message!");
 }
 ForceSetLock(lockObject, oldValue);
}
</pre>
 
<a name='syncblock_ex'></a>
^^ 정상적으로 lock을 얻는 것을 확인할 수 있습니다. 참고로, ForceSetLock을 호출하지 않는 경우 - 즉, 나중에 SyncBlock index 값을 돌려놓지 않으면 t1.Join() 함수에서 다음과 같은 예외가 발생합니다. 
 
<pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' >
System.Threading.SynchronizationLockException was unhandled
 Message=Object synchronization method was called from an unsynchronized block of code.
 Source=ConsoleApplication1
 StackTrace:
 at ConsoleApplication1.Program.Main(String[] args) in D:\...\Program.cs:line 57
 at System.AppDomain._nExecuteAssembly(RuntimeAssembly assembly, String[] args)
 at System.AppDomain.ExecuteAssembly(String assemblyFile, Evidence assemblySecurity, String[] args)
 at Microsoft.VisualStudio.HostingProcess.HostProc.RunUsersAssembly()
 at System.Threading.ThreadHelper.ThreadStart_Context(Object state)
 at System.Threading.ExecutionContext.Run(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state, Boolean ignoreSyncCtx)
 at System.Threading.ExecutionContext.Run(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state)
 at System.Threading.ThreadHelper.ThreadStart()
 InnerException: 
</pre>
 
암튼... 재미있는 탐구였지요? ^^ 
 
(<a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/bbs/DownloadAttachment.aspx?wid=1176&amp;boardid=331301885'>첨부된 파일은 위의 코드를 포함한 예제 프로젝트</a>입니다.)

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

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