Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일
(연관된 글이 3개 있습니다.)

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.)




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

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 11/7/2022]

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
 



2021-04-30 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]

... 31  [32]  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
13175정성태11/29/202216994오류 유형: 827. Python - ImportError: cannot import name 'html5lib' from 'pip._vendor'
13174정성태11/28/202213454.NET Framework: 2073. C# - VMMap처럼 스택 메모리의 reserve/guard/commit 상태 출력파일 다운로드1
13173정성태11/27/202214440.NET Framework: 2072. 닷넷 응용 프로그램의 스레드 스택 크기 변경
13172정성태11/25/202214182.NET Framework: 2071. 닷넷에서 ESP/RSP 레지스터 값을 구하는 방법파일 다운로드1
13171정성태11/25/202213429Windows: 214. 윈도우 - 스레드 스택의 "red zone"
13170정성태11/24/202215079Windows: 213. 윈도우 - 싱글 스레드는 컨텍스트 스위칭이 없을까요?
13169정성태11/23/202216514Windows: 212. 윈도우의 Protected Process (Light) 보안 [1]파일 다운로드2
13168정성태11/22/202213491제니퍼 .NET: 31. 제니퍼 닷넷 적용 사례 (9) - DB 서비스에 부하가 걸렸다?!
13167정성태11/21/202214340.NET Framework: 2070. .NET 7 - Console.ReadKey와 리눅스의 터미널 타입
13166정성태11/20/202214645개발 환경 구성: 651. Windows 사용자 경험으로 WSL 환경에 dotnet 런타임/SDK 설치 방법
13165정성태11/18/202212911개발 환경 구성: 650. Azure - "scm" 프로세스와 엮인 서비스 모음
13164정성태11/18/202215565개발 환경 구성: 649. Azure - 비주얼 스튜디오를 이용한 AppService 원격 디버그 방법
13163정성태11/17/202215714개발 환경 구성: 648. 비주얼 스튜디오에서 안드로이드 기기 인식하는 방법
13162정성태11/15/202217018.NET Framework: 2069. .NET 7 - AOT(ahead-of-time) 컴파일 [1]
13161정성태11/14/202215387.NET Framework: 2068. C# - PublishSingleFile로 배포한 이미지의 역어셈블 가능 여부 (난독화 필요성) [4]
13160정성태11/11/202215991.NET Framework: 2067. C# - PublishSingleFile 적용 시 native/managed 모듈 통합 옵션
13159정성태11/10/202218713.NET Framework: 2066. C# - PublishSingleFile과 관련된 옵션 [3]
13158정성태11/9/202214410오류 유형: 826. Workload definition 'wasm-tools' in manifest 'microsoft.net.workload.mono.toolchain' [...] conflicts with manifest 'microsoft.net.workload.mono.toolchain.net7'
13157정성태11/8/202215483.NET Framework: 2065. C# - Mutex의 비동기 버전파일 다운로드1
13156정성태11/7/202217730.NET Framework: 2064. C# - Mutex와 Semaphore/SemaphoreSlim 차이점파일 다운로드1
13155정성태11/4/202215623디버깅 기술: 183. TCP 동시 접속 (연결이 아닌) 시도를 1개로 제한한 서버
13154정성태11/3/202216351.NET Framework: 2063. .NET 5+부터 지원되는 GC.GetGCMemoryInfo파일 다운로드1
13153정성태11/2/202217406.NET Framework: 2062. C# - 코드로 재현하는 소켓 상태(SYN_SENT, SYN_RECV)
13152정성태11/1/202216456.NET Framework: 2061. ASP.NET Core - DI로 추가한 클래스의 초기화 방법 [1]
13151정성태10/31/202215742C/C++: 161. Windows 11 환경에서 raw socket 테스트하는 방법파일 다운로드1
13150정성태10/30/202214070C/C++: 160. Visual Studio 2022로 빌드한 C++ 프로그램을 위한 다른 PC에서 실행하는 방법
... 31  [32]  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  ...