C# - int []와 object []의 차이로 이해하는 제네릭의 필요성
다음과 같은 질문이 있군요.
List<int>에 대한 이해가 잘안됩니다.
; https://www.sysnet.pe.kr/3/0/5117
List<int>는 내부적으로 int 배열로 자료를 관리합니다. 반면, List<object>는 object 배열로 관리하는데 과연 이 차이가 어떻게 메모리로 표현이 될까요?
예를 들기 위해 다음과 같은 코드를 준비했습니다.
class Program
{
static int[] intArray = new int[3];
static object[] objArray = new object[3];
static void Main(string[] args)
{
Add(100);
}
private static void Add(int number)
{
intArray[0] = number;
objArray[0] = number;
}
}
Main에서 실행한 Add(100) 코드는 100이라는 숫자를 스택에 넣어 Add 함수에 전달합니다. 따라서 현재 100은 스택 공간에 존재합니다.
이것을 intArray에 넣으면 어떻게 될까요? int 형 배열 자체는 참조형입니다. 따라서 intArray의 저장소는 힙에 위치합니다. 즉, 힙에 int 3개를 담을 수 있는 배열이 생성되는 것이고 따라서 "intArray[0] = number" 코드의 실행은 다음과 같은 결과가 됩니다.
이 정도는 ^^ 여러분들도 직관적으로 다 아시는 내용일 것입니다.
그렇다면, "objArray[0] = number"는 어떻게 될까요? 이게 좀 복잡합니다. 우선 object 형 배열도 마찬가지로 참조형이기 때문에 int 배열과 동일하게 힙에 위치합니다. 하지만, 그 요소들은 int를 담을 수 있는 자료형이 아닌, object를 "(틀린 표현이지만) 담을 수" 있습니다. 문제는, "object 전체를 담을" 수 없다는 것입니다. object는 참조형으로 어떠한 크기의 객체도 될 수 있기 때문에 object 배열은 값 형식의 배열처럼 크기를 고정해 인덱싱할 수 있는 여지가 없습니다.
정리하면, object 배열은 참조형이고 그 요소들도 참조형이기 때문에 object 배열 자체가 대상 object 자체를 담고 있기보다는, 대신 참조 객체의 주솟값을 가리키는 포인터의 배열로 다뤄지게 됩니다.
따라서, "objArray[0] = number" 코드의 수행은 다음과 같은 결과가 됩니다.
그냥 봐도 오버헤드가 있음을 알 수 있고, 이 문제가 제네릭이 나오기 전 ArrayList 타입을 (예를 들어, int 같은) 모든 값 형식에 대해 사용했을 때 GC 관련 성능 문제를 야기했던 것입니다.
이쯤 되면, 마이크로소프트는 C#에 제네릭을 부가 기능으로 추가시켰다기보다는, 내놓을 수밖에 없는 구현이었던 것입니다.
(
첨부 파일은 이 글의 다이어그램을 그린 원본 PPT 파일입니다.)
힙과 스택의 존재가 처음 개발을 접하는 시기에는 난해할 수 있습니다. 하지만, 이 개념은 개발자라면 가능한 머릿속에 정리하고 넘어가야 합니다. 프로그래밍 언어라는 것이 결국 (그것이 언어 표면으로 드러나든/숨겨졌든지에 상관없이) 근본적으로는 힙과 스택의 기반 하에 프로그램이 동작하도록 만드는 수단이기 때문입니다.
아울러 다음의 글도 읽어보시고. ^^
C# - struct/class가 스택/힙에 할당되는 사례 정리
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12624
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