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C# - 구조체의 크기가 16바이트가 넘어가면 힙에 할당된다?

아래와 같은 질문에서,

시작하세요 C# 9.0,  225페이지 구조체 관련 질문드립니다.
; https://www.sysnet.pe.kr/3/0/5489

구조체의 크기가 16바이트를 넘어가면 힙에 할당된다고... 하는데... 아니... 도대체 그런 근거 없는 사실을 퍼뜨리고 있는 사람이 누굴까요? ^^;

구조체는 크기가 어떻게 되었든 무조건 스택에 할당됩니다. 그래도, 말로만 하면 재미가 없으니 눈으로 확인할 수 있도록 테스트를 해봐야겠지요. ^^ 방법은, 다음과 같이 매우 간단합니다.

using System;
using System.Threading;

public struct Size64
{
    public long l1;
    public long l2;
    public long l3;
    public long l4;

    public long l5;
    public long l6;
    public long l7;
    public long l8;
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Thread t = new Thread(threadFunc);
        t.IsBackground = true;
        t.Start();

        while (true)
        {
            int n = GC.CollectionCount(0) + GC.CollectionCount(1) + GC.CollectionCount(2);
            Console.WriteLine(n);

            Thread.Sleep(1000);
        }
    }

    private static void threadFunc()
    {
        while (true)
        {
            Size64 variable = new Size64();
        }
    }
}

/* 출력 결과
0
0
0
0
0
...[생략]...
*/

보다시피 threadFunc는 지속적으로 Size64 구조체를 new 시키고 있는데요, 따라서 16바이트가 넘어가는 구조체가 정말 힙에 할당된다면 Main에서 GC.CollectionCount를 구하는 코드에서 n 값은 계속 증가해야 합니다. 물론, 실행해 보면 n 값은 언제까지고 0으로만 나옵니다.

반대로 Size64를 구조체가 아닌 class로 정의하면,

public class Size64
{
    public long l1;
    public long l2;
    public long l3;
    public long l4;

    public long l5;
    public long l6;
    public long l7;
    public long l8;
}

/* 출력 결과
0
1984
4420
6959
9454
11650
14186
...[생략]...
*/

이제는 GC.CollectionCount가 반환하는 n 값이 빠르게 증가하는 것을 확인할 수 있습니다.




혹시나 그럼, 어느 크기에선가는 heap으로 할당되지 않을까요? 이에 대한 답이 예전에 설명한 예제에 있습니다.

CER(Constrained Execution Region)이란?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11868#large_sized_struct

fixed 예약어를 사용하면 struct의 크기를 1MB 크기까지 간단하게 늘릴 수 있는데요,

// 스택 크기 기본값 - 32비트 1MB, 64비트 4MB
// 따라서 32비트로 빌드한 경우

unsafe struct Big
{
    public fixed byte Bytes[1_048_576]; // 일반적인 스택 메모리의 크기가 1MB이므로 StackOverflowException 발생
}

따라서, 위의 구조체를 생성하면 (stack에 할당을 시도하므로) StackOverflowException 예외가 발생합니다.

// 32비트로 빌드한 경우

Big big = new Big(); // StackOverflowException 발생

// 또는,

Big big;  // 구조체의 특성상 new를 하지 않아도 할당하므로 StackOverflowException 발생

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 11/7/2022]

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댓글 작성자
 



2021-04-30 12시17분
궁금해서 찾아 보니 아래의 글에서 16바이트 이야기가 나오고 있군요. ^^

C#/.NET 구조체(struct)와 클래스(class) 차이
; https://hijuworld.tistory.com/43

Unity C# 클래스와 구조체의 차이점
; https://dhy948.tistory.com/13

게다가 또 한 가지 잘못된 정보가 있는데요,

"2. 구조체안에 클래스 타입을 필드로 가질 경우이다."

구조체 안에 클래스 타입을 필드로 가진다고 해서 "구조체" 자체가 힙에 할당되는 것은 아닙니다. 단지, 클래스 타입의 필드는 그 인스턴스만 힙에 있고 그 인스턴스를 가리키는 포인터 값은 구조체 내에 존재하며 따라서 스택에 구조체가 유지된다는 사실에는 변함이 없습니다.
정성태
2022-11-05 06시21분
[yopeule] 감사합니다! 저도 같은 부분들에 의문이 들어 찾아왔는데요.
"구조체안에 클래스 타입의 필드가 있으면 힙에 할당된다"는 말은, 아마도 거꾸로 작성된 게 아닐까 합니다.
클래스 타입 안에 구조체가 있으면 그 구조체는 클래스에 인라인되는데, 즉, 힙에 할당되게 되죠. 그걸 거꾸로 쓰신게 아닐까? 하는 생각이 듭니다.

정리하자면, 클래스 안에 구조체 타입 필드가 있으면 해당 필드는 클래스와 함께 힙에 할당된다는 내용이 와전된 것 같습니다.
[guest]

... 136  137  138  139  140  141  [142]  143  144  145  146  147  148  149  150  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
1596정성태1/17/201426503오류 유형: 214. Local SYSTEM 계정으로 실행된 IE에서 다운로드가 안 되는 문제
1595정성태1/16/201424290오류 유형: 213. attrib - Not resetting system file
1594정성태1/15/201426517오류 유형: 212. 마이크로소프트 라이브 계정 로그인 실패하는 경우
1593정성태1/14/201424938오류 유형: 211. ASP.NET 응용 프로그램을 IIS Express에서 디버깅할 때 "Requested registry access is not allowed" 오류 발생
1592정성태1/14/201424205오류 유형: 210. 2대의 AD가 있는 경우 도메인에 컴퓨터 추가를 실패한다면? [1]
1591정성태1/14/201427209오류 유형: 209. DebugDiag: Unable to find mscordacwks_x86_x86_[...version...].dll
1590정성태1/14/201428571오류 유형: 208. VSS Writer - NTDS 오류
1589정성태1/14/201437649Windows: 85. 컴퓨터를 껐는데도 어느 순간 자동으로 켜진다면? [2]
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1586정성태1/14/201431671디버깅 기술: 59. NT 서비스가 시작하자마자 디버거를 연결시키는 방법 (1) [1]
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1583정성태1/13/201434730Windows: 82. 윈도우 8 - "Interactive Services Detection" 서비스 시작하는 방법 [1]
1582정성태1/12/201433121개발 환경 구성: 210. 원격 데스크톱(RDP) 접속 프로그램 - Royal TS [1]
1581정성태1/12/201434460.NET Framework: 408. 자바와 닷넷의 제네릭 차이점 - 중간 언어 및 공변/반공변 처리 [8]
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1579정성태1/12/201426049오류 유형: 207. System.ArgumentException was unhandled - Message=[net_WebHeaderInvalidControlChars]
1578정성태1/11/201438375개발 환경 구성: 209. Fiddler에서 WebSocket 통신을 모니터링하는 방법 [1]
1577정성태1/11/201430158오류 유형: 206. WriteFile Win32API 사용 시 비정상 종료 현상 [4]
1576정성태1/11/201445895Windows: 81. 긴 이름의 파일/폴더 삭제하는 법 [5]
1575정성태1/11/201425436오류 유형: 205. Exception calling "Provision" with "0" argument(s): "The timer job did not complete running within the allotted time."
1574정성태1/11/201428092오류 유형: 204. An unhandled exception ('System.Security.Cryptography.CryptographicException') occurred in OWSTIMER.EXE
1573정성태1/11/201426324오류 유형: 203. 이벤트 로그 에러 - MsiInstaller에서 Chart Controls 설치 관련 오류 발생
1572정성태1/9/201429997.NET Framework: 406. CoreLab - OraDirect .NET 사용법
1571정성태1/9/201425871.NET Framework: 405. override 메서드가 정의된 타입의 인스턴스로 base 메서드를 호출하는 방법 - 두 번째 이야기
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