Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 995. C# - Span<T>와 Memory<T> [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 22043
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일
(연관된 글이 3개 있습니다.)

C# - Span<T>와 Memory<T>

Span<T>에 대해서는 전에,

C# 7.2 - Span<T>
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11534

C# - System.Span<T> 성능
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11535

소개한 적이 있으니, 이번엔 Memory<T>를

Memory<T> Struct
; https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.memory-1

추가해 설명하겠습니다. 우선 성능을 볼 텐데, (최소 지원 버전인) .NET Framework 4.5 + Nuget System.Memory 4.5.2로 구성해,

using System;
using System.Diagnostics;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Action<int, string, Action<byte[]>, byte[]> action = (loopCount, title, work, arg) =>
            {
                Stopwatch st = new Stopwatch();
                st.Start();

                Random rand = new Random(Environment.TickCount);

                for (int i = 0; i < loopCount; i++)
                {
                    work(arg);
                }

                st.Stop();

                Console.WriteLine(title + " : " + st.ElapsedMilliseconds);
            };

            byte[] buf = new byte[1];

            action(1, "touch-JIT", ForLoop, buf);
            action(1, "touch-JIT", MemoryLoop, buf);
            action(1, "touch-JIT", PtrLoop, buf);

            Console.WriteLine();

            buf = new byte[10000];
            action(100000, "ForLoop", ForLoop, buf);
            action(100000, "MemoryLoop", MemoryLoop, buf);
            action(100000, "PtrLoop", PtrLoop, buf);
        }

        static void ForLoop(byte[] buffer)
        {
            int sum = 0;

            for (int i = 0; i < buffer.Length; i++)
            {
                sum += buffer[i];
            }
        }

        static void MemoryLoop(byte[] buffer)
        {
            Memory<byte> memory = buffer;
            int sum = 0;
            for (int i = 0; i < memory.Length; i++)
            {
                sum += memory.Span[i];
            }
        }

        static unsafe void PtrLoop(byte[] buffer)
        {
            int sum = 0;
            fixed (byte* ptr = buffer)
            {
                for (int i = 0; i < buffer.Length; i++)
                {
                    sum += *(ptr + i);
                }
            }
        }
    }
}

실행하면 이런 결과를 얻습니다.

// .NET 4.5 + Release

ForLoop : 708
MemoryLoop : 6822
PtrLoop : 569

// .NET Core 2.1 + Release

ForLoop : 597
MemoryLoop : 6044
PtrLoop : 466

보다시피 Memory<T>의 성능은 일반적인 배열과 비교해 약 10배 정도 느립니다.




하지만, 그렇다고 해서 Memory<T>에 대해 크게 실망할 필요는 없습니다. 왜냐하면, 사실 Memory<T>.Span 속성은 Span<T> 타입인데 이를 가볍게 캐시만 해서 사용하는 코드로 바꾸면,

static int MemorySpanLoop(byte[] buffer)
{
    Memory<byte> memory = buffer;

    Span<byte> span = memory.Span;
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < span.Length; i++)
    {
        sum += span[i];
    }

    return sum;
}

이번엔 다음과 같은 결과를 확인할 수 있습니다.

// .NET 4.5 + Release

ForLoop : 623
MemoryLoop : 6095
MemorySpanLoop : 907
PtrLoop : 434

// .NET Core 2.1 + Release

ForLoop : 540
MemoryLoop : 10770
MemorySpanLoop : 440
PtrLoop : 428

거의 Span<T>와 다름없는 속도입니다.

(결과에서 유추해 보면, 관리 포인터로 인한 혜택은 (907 - 440) 정도의 속도 차이만 나고, 그 외의 성능 손실은 Memory<T>.Span 속성이 단순히 내부의 변수 하나를 반환하는 것이 아닌, 복잡한 코드를 포함하고 있기 때문에 그것 자체의 메서드 처리가 문제였을 것입니다.)




그나저나, Memory<T> 타입과 Span<T> 타입의 차이점이 뭘까요? "C# 7.2 - Span<T>" 글에서 Span은 "ref struct"이기 때문에 스택에만 생성할 수 있다고 했습니다. 즉, 다른 타입의 필드로 Span<T>를 정의할 수 없습니다. 반면, Memory<T>는 그냥 struct이기 때문에 관리 힙에도 위치할 수 있으므로 Span<T>와 같은 제약이 없습니다.

class MyType
{
    // 컴파일 오류
    // Error CS8345 Field or auto-implemented property cannot be of type 'Span<byte>' unless it is an instance member of a ref struct
    public Span<byte> ByteBuffer;

    // 사용 가능
    public Memory<byte> MemoryBuffer;
}

따라서, 사용 원칙은 간단합니다. 1) 평소에는 성능을 위해 Span<T>를 사용하고, 2) 간혹 해당 버퍼를 다른 타입의 필드로 들고 있어야 할 때 Memory<T>를 사용하다가, 3) 다시 그것을 접근해야 할 때는 Span<T>로 캐시해 사용하는 것입니다.

{
    byte[] buffer = new byte[1000];

    MyType type = new MyType();
    type.MemoryBuffer = buffer; // 필드에 들고 있어야 할 때는 Memory<T>로.

    // 그 필드를 다시 사용해야 할 때는 Span<T>로.
    Span<byte> fastBuf = type.MemoryBuffer.Span;

    for (int i = 0; i < fastBuf.Length; i ++)
    {
        // ... 
    }
}

(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: 2/17/2024]

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
 



2021-01-05 08시56분
정성태

... 151  152  153  154  155  156  157  158  159  160  161  162  [163]  164  165  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
972정성태1/7/201124203개발 환경 구성: 95. SQL Server 2008 R2 이하 버전 정보 확인
971정성태1/5/201133774.NET Framework: 199. .NET 코드 - Named Pipe 닷넷 서버와 VC++ 클라이언트 제작 [2]파일 다운로드1
970정성태1/4/201134306.NET Framework: 198. 윈도우 응용 프로그램에 Facebook 로그인 연동 [1]파일 다운로드1
969정성태12/31/201040397VC++: 45. Winsock 2 Layered Service Provider - Visual Studio 2010용 프로젝트 [1]파일 다운로드1
968정성태12/30/201026666개발 환경 구성: 94. 개발자가 선택할 수 있는 윈도우에서의 네트워크 프로그래밍 기술 [2]
967정성태12/27/201028427.NET Framework: 197. .NET 코드 - 단일 Process 실행파일 다운로드1
966정성태12/26/201026380.NET Framework: 196. .NET 코드 - 창 흔드는 효과파일 다운로드1
965정성태12/25/201027892개발 환경 구성: 93. MSBuild를 이용한 닷넷 응용프로그램의 다중 어셈블리 출력 빌드파일 다운로드1
964정성태12/21/2010143053개발 환경 구성: 92. 윈도우 서버 환경에서, 최대 생성 가능한 소켓(socket) 연결 수는 얼마일까? [14]
963정성태12/13/201027925개발 환경 구성: 91. MSBuild를 이용한 닷넷 응용프로그램의 플랫폼(x86/x64)별 빌드 [2]파일 다운로드1
962정성태12/10/201022766오류 유형: 110. GAC 등록 - Failure adding assembly to the cache: Invalid file or assembly name.
961정성태12/10/201099813개발 환경 구성: 90. 닷넷에서 접근해보는 PostgreSQL DB [5]
960정성태12/8/201045143.NET Framework: 195. .NET에서 코어(Core) 관련 CPU 정보 알아내는 방법파일 다운로드1
959정성태12/8/201031960.NET Framework: 194. Facebook 연동 - API Error Description: Invalid OAuth 2.0 Access Token
958정성태12/7/201028967개발 환경 구성: 89. 배치(batch) 파일에서 또 다른 배치 파일을 동기 방식으로 실행 및 반환값 얻기 [2]
957정성태12/6/201031720디버깅 기술: 31. Windbg - Visual Studio 디버그 상태에서 종료해 버리는 응용 프로그램 [3]
953정성태11/28/201036937.NET Framework: 193. 페이스북(Facebook) 계정으로 로그인하는 C# 웹 사이트 제작 [5]
952정성태11/25/201025362.NET Framework: 192. GC의 부하는 상대적인 것! [4]
950정성태11/18/201076731.NET Framework: 191. ClickOnce - 관리자 권한 상승하는 방법 [17]파일 다운로드2
954정성태11/29/201048719    답변글 .NET Framework: 191.1. [답변] 클릭원스 - 요청한 작업을 수행하려면 권한 상승이 필요합니다. (Exception from HRESULT: 0x800702E4) [2]
949정성태11/16/201027255오류 유형: 109. System.ServiceModel.Security.SecurityNegotiationException
948정성태11/16/201036094.NET Framework: 190. 트위터 계정으로 로그인하는 C# 웹 사이트 제작 [7]파일 다운로드1
947정성태11/14/201041703.NET Framework: 189. Mono Cecil로 만들어 보는 .NET Decompiler [1]파일 다운로드1
946정성태11/11/201041561.NET Framework: 188. .NET 64비트 응용 프로그램에서 왜 (2GB) OutOfMemoryException 예외가 발생할까? [1]파일 다운로드1
945정성태11/11/201025067VC++: 44. C++/CLI 컴파일 오류 - error C4368: mixed types are not supported
944정성태11/11/201031593VC++: 43. C++/CLI 컴파일 오류 - error C2872: 'IServiceProvider' : ambiguous symbol could be ...
... 151  152  153  154  155  156  157  158  159  160  161  162  [163]  164  165  ...