Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일

C# - 일정 크기를 할당하는 동안 GC를 (가능한) 멈추는 방법

아래와 같은 질문이 있군요.

안녕하세요 GC를 일시적으로 중단시키는 방법이 있을까요?
; https://www.sysnet.pe.kr/3/0/5672

중단시키는 것이 과연 바람직하냐...에 대한 논의를 떠나서 그냥 되는지 한번 보겠습니다. ^^

이를 위해서는 .NET 4.6/.NET Core 2.0부터 추가된 TryStartNoGCRegion 메서드를 활용하면 되는데요, 특이하게 이 메서드로 하여금 확보할 수 있는 메모리의 크기는 "ephemeral segment" 용량까지 가능합니다.

예전에 소개한 문서에서 이에 대한 크기가 나오는데요,

Ephemeral generations and segments
; https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/garbage-collection/fundamentals#ephemeral-generations-and-segments

Workstation GC + 32비트: 16MB
Workstation GC + 32비트: 256MB
Server GC + 32비트: 64MB
Server GC + 64비트: 4GB
Server GC with > 4 logical CPUs + 32비트: 32MB
Server GC with > 4 logical CPUs + 64비트: 2GB
Server GC with > 8 logical CPUs + 32비트: 16MB
Server GC with > 8 logical CPUs + 64비트: 1GB

이유는 알 수 없지만, TryStartNoGCRegion에 전달할 크기와 문서에 나온 ephemeral segment가 완전히 동일하지는 않습니다. 게다가 logical CPU 코어 수에 의존적인 부분도 있습니다. 따라서, 직접 테스트를 해보면 대략 다음과 같은 용량 정도를 테스트할 수 있습니다.

// 정확한 바이트 수는 무시합니다.

// 16개 코어, 메모리 64GB 환경에서,
Workstation + 32bit: 15MB // GC.TryStartNoGCRegion(15L * 1024 * 1024);
Workstation + 64bit: 243MB // GC.TryStartNoGCRegion(243L * 1024 * 1024);
Server + 32bit: 243MB // GC.TryStartNoGCRegion(243L * 1024 * 1024);
Server + 64bit: 15GB // GC.TryStartNoGCRegion(15L * 1024 * 1024 * 1024);

// 24개 코어, 메모리 64GB 환경에서,
Server + 64bit: 22GB // GC.TryStartNoGCRegion(22L * 1024 * 1024 * 1024);

좀 더 정확한 규칙은 다양한 테스트를 해봐야 할 것 같지만, 일단 16개 코어에서 15GB까지 올라가는 것을 기준으로 테스트하겠습니다.




정리해 보면, Server GC를 사용하고 64비트 환경이라면 (제가 테스트한 시스템인 경우) 최대 15GB까지 미리 확보할 수 있고 따라서 그 정도 용량까지의 메모리 할당은 GC 수행 없이 가능하게 만들 수 있습니다.

실제로 테스트를 해볼까요? ^^

이를 위해 예제용 .NET 6 콘솔 프로젝트를 생성하고,

using System.Runtime;

internal class Program
{
    static List<byte[]> s_buf = new List<byte[]>();

    static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine($"64bit: {Environment.Is64BitProcess}");
        Console.WriteLine($"Server GC: {GCSettings.IsServerGC}");

        // 15GB 확보
        bool result = GC.TryStartNoGCRegion(15L * 1024 * 1024 * 1024);
        Console.WriteLine($"TryStartNoGCRegion: {result}");

        // SOH 7GB 할당
        {
            long total = 7L * 1024 * 1024 * 1024;

            while (total > 0)
            {
                s_buf.Add(new byte[1024]);
                total -= 1024;
            }
        }

        GC.EndNoGCRegion();
    }
}

runtimeconfig.template.json에 Server GC 모드를 설정합니다.

{
    "configProperties": {
        "System.GC.Server": true,
    }
}

기본 코드에 더해, GC 발생 여부를 알 수 있도록 다음과 같이 부가 코드를 넣을 수 있는데요,

Console.WriteLine($"# of GC: 0 == {GC.CollectionCount(0)}, 1 == {GC.CollectionCount(1)}, 2 == {GC.CollectionCount(2)}");
bool result = GC.TryStartNoGCRegion(14L * 1024 * 1024 * 1024);
Console.WriteLine($"# of GC: 0 == {GC.CollectionCount(0)}, 1 == {GC.CollectionCount(1)}, 2 == {GC.CollectionCount(2)}");
Console.WriteLine($"TryStartNoGCRegion: {result}");

...[생략]...

Console.WriteLine($"# of GC: 0 == {GC.CollectionCount(0)}, 1 == {GC.CollectionCount(1)}, 2 == {GC.CollectionCount(2)}");

이제 실행해보면 이런 결과를 얻게 됩니다.

64bit: True
Server GC: True
# of GC: 0 == 0, 1 == 0, 2 == 0
# of GC: 0 == 1, 1 == 1, 2 == 1
TryStartNoGCRegion: True

# of GC: 0 == 1, 1 == 1, 2 == 1

그러니까, TryStartNoGCRegion은 호출 시 기본적으로 GC 수집을 한번 수행하고 나서 메모리 확보 작업에 들어가는 것으로 유추할 수 있습니다. 또한 7GB의 메모리 할당이 이뤄지는 동안 한 번도 GC 수집이 발생하지 않은 것도 알 수 있습니다.

이 정도면, 그런대로 특수한 상황에서 쓸만한 결과일 듯합니다.

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




여러 차례 테스트를 해보면, 간혹 TryStartNoGCRegion/EndNoGCRegion 구간에 GC가 발생하는 경우가 있습니다. 그런 경우에는 EndNoGCRegion 호출 시 다음과 같은 예외가 발생하는데요,

Unhandled exception. System.InvalidOperationException: Garbage collection was induced in NoGCRegion mode
   at System.GC.EndNoGCRegion()
   at Program.Main(String[] args) in E:\...\Program.cs:line 37

그러니까, GC가 발생했다는 것을 알려주는 듯한데 굳이 이걸 예외로 처리했어야 하나... 싶군요. 어쨌든 이와 관련해서는 문서에서도 살짝 언급은 하고 있습니다.

// https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.gc.trystartnogcregion

you should only call the EndNoGCRegion method if the runtime is currently in no GC region latency mode.
...[생략]...
you should not expect calls to EndNoGCRegion to succeed just because the first call to TryStartNoGCRegion succeeded.


그냥 반환값으로 해줬으면 더 좋았지 않았을까 싶습니다. ^^

또는, 이렇게 예외가 발생하기도 합니다.

Unhandled exception. System.InvalidOperationException: Allocated memory exceeds specified memory for NoGCRegion mode
   at System.GC.EndNoGCRegion()
   at Program.Main(String[] args) in E:\...\Program.cs:line 34

역시나 이번에도 정보성인데 구역 내에서 TryStartNoGCRegion으로 알렸던 메모리를 초과해 사용했다는 정도입니다. 참고로, 이런 예외들을 try/catch로 감싸는 것도 가능하겠지만 다음과 같이 처리할 수도 있습니다.

if (GCSettings.LatencyMode == GCLatencyMode.NoGCRegion)
{
   GC.EndNoGCRegion();
}

즉, 일단 위와 같은 예외가 발생하는 단계는 모두 GC가 중간에 호출이 되고, 그에 따라 "NoGCRegion" 모드가 풀리기 때문에 저렇게 호출하면 예외를 피할 수 있습니다.




한 가지 유의할 것이 있는데요, 제가 이 예제에서 15GB 정도의 메모리를 확보하라고 TryStartNoGCRegion에 넘겼지만, 실제로는 이때의 작업 관리자를 통해 (working set이 아닌) "Commit size"를 확인해 보면 31GB 가까운 용량이 확보되는 것을 볼 수 있습니다.

이것을 windbg로 연결해 살펴 보면, "ephemeral segment"에 15GB, "Large object heap"에 15GB를 할당하는 것을 볼 수 있습니다. 결국 TryStartNoGCRegion은, 응용 프로그램이 할당할 메모리 유형이 SOH 또는 LOH 중 어디에 보관해야 하는지 정확히 알 수 없으므로 두 군데 모두 힙의 크기를 확보해 버리는 것입니다.




시간 되시면 다음의 글도 읽어보시고. ^^

Preventing .NET Garbage Collections with the TryStartNoGCRegion API
; https://mattwarren.org/2016/08/16/Preventing-dotNET-Garbage-Collections-with-the-TryStartNoGCRegion-API/




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

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 5/27/2022]

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
 




[1]  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
13094정성태7/6/202219오류 유형: 816. Golang - "short write" 오류 원인
13093정성태7/5/202257.NET Framework: 2029. C# - HttpWebRequest로 localhost 접속 시 2초 이상 지연
13092정성태7/3/2022122.NET Framework: 2028. C# - HttpWebRequest의 POST 동작 방식파일 다운로드1
13091정성태7/3/202280.NET Framework: 2027. C# - IPv4, IPv6를 모두 지원하는 서버 소켓 생성 방법
13090정성태6/29/202260오류 유형: 815. PyPI에 업로드한 패키지가 반영이 안 되는 경우
13089정성태6/28/202280개발 환경 구성: 646. HOSTS 파일 변경 시 Edge 브라우저에 반영하는 방법
13088정성태6/27/202259개발 환경 구성: 645. "Developer Command Prompt for VS 2022" 명령행 환경의 폰트를 바꾸는 방법
13087정성태6/23/2022129스크립트: 41. 파이썬 - FastAPI / uvicorn 호스팅 환경에서 asyncio 사용하는 방법
13086정성태6/22/2022239.NET Framework: 2026. C# 11 - 문자열 보간 개선 2가지파일 다운로드1
13085정성태6/22/2022193.NET Framework: 2025. C# 11 - 원시 문자열 리터럴(raw string literals)파일 다운로드1
13084정성태6/21/202270개발 환경 구성: 644. Windows - 파이썬 2.7을 msi 설치 없이 구성하는 방법
13083정성태6/20/2022195.NET Framework: 2024. .NET 7에 도입된 GC의 메모리 해제에 대한 segment와 region의 차이점
13082정성태6/19/2022117.NET Framework: 2023. C# - Process의 I/O 사용량을 보여주는 GetProcessIoCounters Win32 API파일 다운로드1
13081정성태6/17/2022192.NET Framework: 2022. C# - .NET 7 Preview 5 신규 기능 - System.IO.Stream ReadExactly / ReadAtLeast파일 다운로드1
13080정성태6/17/2022129개발 환경 구성: 643. Visual Studio 2022 17.2 버전에서 C# 11 또는 .NET 7.0 preview 적용
13079정성태6/17/202296오류 유형: 814. 파이썬 - Error: The file/path provided (...) does not appear to exist
13078정성태6/16/2022188.NET Framework: 2021. WPF - UI Thread와 Render Thread파일 다운로드1
13077정성태6/15/2022116스크립트: 40. 파이썬 - postgresql 환경 구성
13075정성태6/15/2022201Linux: 50. Linux - apt와 apt-get의 차이 [2]
13074정성태6/13/2022205.NET Framework: 2020. C# - NTFS 파일에 사용자 정의 속성값 추가하는 방법파일 다운로드1
13073정성태6/12/2022244Windows: 207. Windows Server 2022에 도입된 WSL 2
13072정성태6/10/2022157Linux: 49. Linux - ls 명령어로 출력되는 디렉터리 색상 변경 방법
13071정성태6/9/2022201스크립트: 39. Python에서 cx_Oracle 환경 구성
13070정성태6/8/2022243오류 유형: 813. Windows 11에서 입력 포커스가 바뀌는 문제 [1]
13069정성태5/26/2022499.NET Framework: 2019. C# - .NET에서 제공하는 3가지 Timer 비교
[1]  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  ...