Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 995. C# - Span<T>와 Memory<T> [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 21978
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

... [166]  167  168  169  170  171  172  173  174  175  176  177  178  179  180  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
893정성태7/25/201027378오류 유형: 99. .NET 4.0 설치된 윈도우 7에서 SQL Server 2008 R2 설치 오류
892정성태7/9/201029092오류 유형: 98. 영문 윈도우에 한글 SQL Server 2008 R2 설치할 때 오류 [4]
891정성태7/8/201024994오류 유형: 97. MsiGetProductInfo failed to retrieve ProductVersion for package with Product Code = '{...}'. Error code: 1605. [2]
889정성태7/5/201026666.NET Framework: 179. Dictionary.Get(A) 대신 Dictionary.Get(A.GetHashCode())를 사용해서는 안 되는 이유 [1]
888정성태6/30/201024466오류 유형: 96. Hyper-V 연결 오류 - A connection will not be made because credentials may not be sent to the remote computer
887정성태6/23/201034299개발 환경 구성: 79. Hyper-V의 가상 머신에서 소리 재생 방법 [2]
886정성태6/23/201022482제니퍼 .NET: 14. ASMX, WCF 호출 모니터링 및 누수 확인
885정성태6/20/201024046개발 환경 구성: 78. COM+ 서버에서 COM+ 서버를 호출하는 방법
884정성태6/20/201026994제니퍼 .NET: 13. COM+ 서버 모니터링 [2]
883정성태6/18/201028911개발 환경 구성: 77. Appinit_Dlls로 구현한 환경 변수 설정 DLL [5]파일 다운로드1
882정성태6/17/201031694개발 환경 구성: 76. JKS(Java Key Store)에 저장된 인증서를 ActiveX 코드 서명에 사용하는 방법 [1]
881정성태6/14/201021123제니퍼 .NET: 12. COM+ 호출 모니터링 및 누수 확인
879정성태6/10/201023793제니퍼 .NET: 11. 소켓 모니터링 기능으로 본 ASP.NET의 소켓 풀링 기능 [1]
878정성태6/6/201023592제니퍼 .NET: 10. 소켓 모니터링 기능으로 본 WCF의 WSDualHttpBinding 성능 부하
877정성태5/31/201020305제니퍼 .NET: 9. 성능 관리 퀴즈 세 번째 문제 (닷넷 개발자 컨퍼런스)
876정성태5/31/201019737제니퍼 .NET: 8. 성능 관리 퀴즈 두 번째 문제 (닷넷 개발자 컨퍼런스) [2]
875정성태5/30/201021498제니퍼 .NET: 7. 성능 관리 퀴즈 첫 번째 문제 (닷넷 개발자 컨퍼런스)
873정성태5/19/201028356제니퍼 .NET: 6. 제니퍼를 위한 방화벽 설정
872정성태5/15/201027681제니퍼 .NET: 5. 제니퍼 서버 - NT 서비스로 구동시키는 방법
871정성태5/13/201034249VC++: 40. MSBuild를 이용한 VC++ 프로젝트 빌드파일 다운로드1
870정성태5/12/201025279제니퍼 .NET: 4. 닷넷 APM 솔루션 - 제니퍼 닷넷의 기능 요약 [2]
869정성태11/8/201926716오류 유형 : 95. WCF 인증서 설정 관련 오류 정리 [4]
865정성태5/5/201029017개발 환경 구성: 75. 인증서의 개인키를 담은 물리 파일 위치 알아내는 방법파일 다운로드1
864정성태5/4/201032852.NET Framework: 178. WCF - 사용자 정의 인증 구현 예제 [4]파일 다운로드1
863정성태5/4/201058793개발 환경 구성: 74. 인증서 관련(CER, PVK, SPC, PFX) 파일 만드는 방법 [1]파일 다운로드1
862정성태5/3/201020680제니퍼 .NET: 3. 제2회 닷넷 개발자 컨퍼런스에서 뵙겠습니다. ^^
... [166]  167  168  169  170  171  172  173  174  175  176  177  178  179  180  ...