Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
닷넷: 2209. .NET 8 - NonGC Heap / FOH (Frozen Object Heap) [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 10549
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일
 
(연관된 글이 2개 있습니다.)
(시리즈 글이 9개 있습니다.)
.NET Framework: 497. .NET Garbage Collection에 대한 정리
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1862

.NET Framework: 728. windbg - 눈으로 확인하는 Workstation GC / Server GC
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11445

.NET Framework: 729. windbg로 살펴보는 GC heap의 Segment 구조
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11446

.NET Framework: 1026. 닷넷 5에 추가된 POH (Pinned Object Heap)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12545

.NET Framework: 1029. C# - GC 호출로 인한 메모리 압축(Compaction)을 확인하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12572

.NET Framework: 1059. 세대 별 GC(Garbage Collection) 방식에서 Card table의 사용 의미
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12649

.NET Framework: 1060. 닷넷 GC에 새롭게 구현되는 DPAD(Dynamic Promotion And Demotion for GC)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12653

.NET Framework: 2024. .NET 7에 도입된 GC의 메모리 해제에 대한 segment와 region의 차이점
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13083

닷넷: 2209. .NET 8 - NonGC Heap / FOH (Frozen Object Heap)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13536




.NET 8 - NonGC Heap / FOH (Frozen Object Heap)

닷넷 5에 추가된 POH에 이어서,

닷넷 5에 추가된 POH (Pinned Object Heap)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12545

.NET 8에는 NonGC Heap이 추가되었는데요,

[출처: NonGC Heap]
non_gc_heap_1.png

이것의 목적은 불멸 개체(Immortal object), 즉 해제할 필요가 없는 개체를 담아 놓는 보관소이기 때문에 (이름 그대로 NonGC이기에) GC의 관리를 받지 않는다는 특징이 있습니다. 결국 "Mark-n-Sweep" 과정을 거치지 않으므로 여기에 있는 개체들은 참조형 필드를 가져서도 안됩니다.

사실 이게 완전히 새로운 Heap은 아니고, 예전부터 CoreRT/NativeAOT에 의해 사용되던 FOH (Frozen Object Heap)을 .NET 8부터 NonGC Heap으로 새롭게 명명한 것이라고 합니다.

NonGC Heap
; https://github.com/dotnet/runtime/blob/main/docs/design/features/NonGC-Heap.md

FOH가 어떻게 .NET 8부터 성능 향상에 기여하게 되었는지 아래의 이슈에서 대략 확인할 수 있는데요,

FOH (Frozen Object Heap) work items
; https://github.com/dotnet/runtime/issues/76151

  • Allocate string literals on FOH
  • Allocate Type objects on FOH
  • Optimize static readonly fields holding frozen objects to const handles
  • Don't use write-barriers for FOH objects
  • Allocate simple static readonly fields on FOH e.g. static readonly object SyncObj = new(); and arrays
  • Allocate boxes statics on FOH
  • Better heuristics for size of frozen segments:
  • ...

일례로, "Allocate string literals on FOH"에 대해 잠깐 살펴보겠습니다. 지난 글에서,

C# - GCHandle 구조체의 메모리 분석
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13535

문자열 리터럴의 경우 GCHandle은 POH에, 문자열 자체는 GC Heap에 보관되었다고 했습니다. 그런데, .NET 8부터는 어차피 문자열 리터럴이 프로그램 생명 주기 동안 삭제될 일은 없으므로 그 의미에 맞게 FOH에 넣는다고 합니다. 실제로 그런지 직접 눈으로 확인해 볼까요? ^^

간단하게 다음과 같이 코드를 만들고,

// 반드시 .NET 8+에서 빌드

namespace ConsoleApp3;

internal class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine(Program.Test());

        Console.ReadLine();
    }

    public static string Test() => "Hello";
}

windbg를 붙여 Jit 코드를 확인해 보면,

0:014> !name2ee ConsoleApp3!ConsoleApp3.Program.Test
Module:      00007ff83c84e0a0
Assembly:    ConsoleApp3.dll
Token:       0000000006000002
MethodDesc:  00007ff83c8700d8
Name:        ConsoleApp3.Program.Test()
JITTED Code Address: 00007ff83c7c5fe0

0:014> !U /d 00007ff83c7c5fe0
...[생략]...
C:\temp\ConsoleApp1\ConsoleApp3\Program.cs @ 13:
>>> 00007ff8`3c7c5fe0 55              push    rbp
00007ff8`3c7c5fe1 57              push    rdi
00007ff8`3c7c5fe2 56              push    rsi
00007ff8`3c7c5fe3 4883ec20        sub     rsp,20h
00007ff8`3c7c5fe7 488bec          mov     rbp,rsp
00007ff8`3c7c5fea 833d3783080000  cmp     dword ptr [00007ff8`3c84e328],0
00007ff8`3c7c5ff1 7405            je      00007ff8`3c7c5ff8
00007ff8`3c7c5ff3 e818aac95f      call    coreclr!JIT_DbgIsJustMyCode (00007ff8`9c460a10)
00007ff8`3c7c5ff8 48b8602b3000e7010000 mov rax,1E700302B60h ("Hello")
00007ff8`3c7c6002 488d6520        lea     rsp,[rbp+20h]
00007ff8`3c7c6006 5e              pop     rsi
00007ff8`3c7c6007 5f              pop     rdi
00007ff8`3c7c6008 5d              pop     rbp
00007ff8`3c7c6009 c3              ret

(.NET 7과는 달리) .NET 8부터는 GCHandle을 거치지 않고 저렇게 직접 1E700302B60h 문자열 개체를 접근하도록 바뀌었습니다. 그리고, 해당 개체가 저장된 영역은,

0:014> !eeheap
...[생략]...
========================================
Number of GC Heaps: 1
----------------------------------------
Small object heap
         segment            begin        allocated        committed allocated size   committed size  
generation 0:
    02276e40f320     01e75cc00028     01e75cc1f0e0     01e75cc21000 0x1f0b8 (127160) 0x21000 (135168)
generation 1:
    02276e40f270     01e75c800028     01e75c800028     01e75c801000                  0x1000 (4096)   
generation 2:
    02276e40f1c0     01e75c400028     01e75c400028     01e75c401000                  0x1000 (4096)   
Frozen object heap
         segment            begin        allocated        committed allocated size   committed size  
    01e758a088f0     01e700300008     01e700303bd0     01e700310000 0x3bc8 (15304)   0x10000 (65536) 
Large object heap
         segment            begin        allocated        committed allocated size   committed size  
    02276e40f3d0     01e75d000028     01e75d000028     01e75d001000                  0x1000 (4096)   
Pinned object heap
         segment            begin        allocated        committed allocated size   committed size  
    02276e40ec40     01e75a400028     01e75a407ff0     01e75a411000 0x7fc8 (32712)   0x11000 (69632) 
------------------------------
GC Allocated Heap Size:    Size: 0x2ac48 (175176) bytes.
GC Committed Heap Size:    Size: 0x45000 (282624) bytes.

Total bytes consumed by CLR: 0x331000 (3346432)

FOH 영역, 즉 NonGC Heap에 속합니다. 그러니까, Jitter 입장에서는 FOH에 할당된 개체의 경우 절대 없어지지 않는다는 확신을 가질 수 있으므로, GCHandle 등을 경유해 접근할 필요 없이 그냥 곧바로 개체 주소를 다루도록 바꾼 것입니다. 바로 이런 내용을, 문서에서는 다음과 같은 비교로 설명하고 있는 것입니다.

In pre-.NET 8.0 runtimes, the following C# code:

string Test() => "Hello";

produces the following codegen:

; Method Program:Test():System.String:this
       mov      rax, 0xAABBCCDDEEFF // GCHandle을 경유해
       mov      rax, gword ptr [rax] // 실제 개체를 접근
       ret

...[생략]... By pinning the object itself instead, JIT can "bake" the direct reference, resulting in a more efficient codegen:

; Method Program:Test():System.String:this
       mov      rax, 0x112233445566 // GCHandle을 경유하지 않고 직접 접근
       ret

이외에도 RuntimeType 개체 역시,

Type Test() => typeof(int);

기존에는 간접적으로 접근했지만,

; Method Test():System.Type:this
       sub      rsp, 40
       mov      rcx, 0x7FFC892DE5D8
       call     CORINFO_HELP_TYPEHANDLE_TO_RUNTIMETYPE
       nop      
       add      rsp, 40
       ret      
; Total bytes of code: 25

이제는 직접 접근하기 때문에 성능이 향상되었다고 합니다.

; Method Test():System.Type:this
       mov      rax, 0x2C1802055E8 ; 'System.Int32' RuntimeType object
       ret      
; Total bytes of code: 11




한 가지 주의할 점이 있다면, FOH에 보관되는 개체의 경우 GetGeneration으로 세대를 확인하면,

string text = "Hello";
Console.WriteLine(GC.GetGeneration(text)); // 출력 결과: 2147483647 (int.MaxValue)

GC의 관리를 받지 않는다는 의미에서 int.MaxValue 값을 반환한다고 합니다. 따라서 혹시나 GetGeneration을 사용해서 그 반환값이 0~2라고 가정해 작성한 코드가 있다면 .NET 8부터는 달라지므로 주의를 해야 합니다.

개인적으로, NonGC Heap이 흥미로운 점이 하나 있는데요, 다른 GC Heap과는 달리, FOH의 경우에는 생성/삭제할 수 있는 방법을 (아직은 비공식적으로) 제공한다는 점입니다. 분량상 이것은 별도의 글로 다뤄보겠습니다. ^^





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

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 1/23/2024]

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
 



2024-02-02 10시23분
정성태

... 151  152  153  154  155  156  157  [158]  159  160  161  162  163  164  165  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
1100정성태8/17/201128880.NET Framework: 236. SqlDbType - DateTime, DateTime2, DateTimeOffset의 차이점파일 다운로드1
1099정성태8/15/201128322오류 유형: 132. 어느 순간 갑자기 접속이 안 되는 TFS 서버
1098정성태8/15/201150356웹: 24. 네이버는 어떻게 로그인 처리를 할까요? [2]
1097정성태8/15/201121650.NET Framework: 235. 메서드의 메타 데이터 토큰 값으로 클래스를 찾아내는 방법
1096정성태8/15/201125791디버깅 기술: 42. Watson Bucket 정보를 이용한 CLR 응용 프로그램 예외 분석 - (2)
1095정성태8/14/201126199디버깅 기술: 41. Windbg - 비정상 종료된 닷넷 프로그램의 StackTrace에서 보이는 offset 값 의미
1094정성태8/14/201130611오류 유형: 131. Fiddler가 강제 종료된 경우, 웹 사이트 방문이 안되는 현상
1093정성태7/27/201124221오류 유형: 130. Unable to connect to the Microsoft Visual Studio Remote Debugging Monitor ... Access is denied.
1092정성태7/22/201126635Team Foundation Server: 46. 코드 이외의 파일에 대해 소스 제어에서 제외시키는 방법
1091정성태7/21/201125670개발 환경 구성: 128. WP7 Emulator 실행 시 audiodg.exe의 CPU 소모율 증가 [2]
1089정성태7/18/201131251.NET Framework: 234. 왜? Button 컨트롤에는 MouseDown/MouseUp 이벤트가 발생하지 않을까요?파일 다운로드1
1088정성태7/16/201124285.NET Framework: 233. Entity Framework 4.1 - 윈도우 폰 7에서의 CodeFirst 순환 참조 문제파일 다운로드1
1087정성태7/15/201127018.NET Framework: 232. Entity Framework 4.1 - CodeFirst 개체의 직렬화 시 순환 참조 해결하는 방법 - 두 번째 이야기파일 다운로드1
1086정성태7/14/201128428.NET Framework: 231. Entity Framework 4.1 - CodeFirst 개체의 직렬화 시 순환 참조 해결하는 방법 [1]파일 다운로드1
1085정성태7/14/201128891.NET Framework: 230. Entity Framework 4.1 - Code First + WCF 서비스 시 EndpointNotFoundException 오류 - 두 번째 이야기파일 다운로드1
1084정성태7/11/201134173.NET Framework: 229. SQL 서버 - DB 테이블의 데이터 변경에 대한 알림 처리 [4]파일 다운로드1
1083정성태7/11/201128219.NET Framework: 228. Entity Framework 4.1 - Code First + WCF 서비스 시 EndpointNotFoundException 오류
1082정성태7/10/201127780.NET Framework: 227. basicHttpBinding + 사용자 정의 인증 구현 [2]파일 다운로드1
1081정성태7/9/201127102VC++: 53. Windows 7에서 gcc.exe 실행 시 Access denied 오류 [2]
1080정성태7/8/201125605웹: 23. Sysnet 웹 사이트의 HTML5 변환 기록 - 두 번째 이야기파일 다운로드1
1079정성태7/6/201130022오류 유형: 129. Hyper-V + Realtek 랜카드가 설치된 시스템의 BSOD 현상 [2]
1078정성태7/5/201137517VC++: 52. Chromium 컴파일하는 방법 [2]
1077정성태6/24/201135154.NET Framework: 226. HttpWebRequest 타입의 HaveResponse 속성 이야기파일 다운로드1
1076정성태6/23/201129318오류 유형: 128. SQL Express - User Instance 옵션을 사용한 경우 발생하는 오류 메시지 유형 2가지
1075정성태6/21/201124909VS.NET IDE: 69. 윈폰 프로젝트에서 WCF 서비스 참조할 때 Reference.cs 파일이 비어있는 경우
1074정성태6/20/201125019.NET Framework: 225. 닷넷 네트워크 라이브러리의 트레이스 기능파일 다운로드1
... 151  152  153  154  155  156  157  [158]  159  160  161  162  163  164  165  ...