닷넷 GC가 순환 참조를 해제할 수 있을까요?

아래와 같은 질문이 있군요. ^^

c# 상호참조 질문 
; http://lab.gamecodi.com/board/zboard.php?id=GAMECODILAB_QnA_etc&page=1&page_num=35&select_arrange=last_comment&desc=desc&sn=off&ss=on&sc=on&keyword=&no=3167&category=

질문의 내용은, 닷넷 GC가 순환 참조를 해제할 수 있느냐입니다. 사실, 이 문제는 WeakReference를 이용해 간단하게 테스트 해볼 수 있습니다. ^^

using System;

namespace circular_ref
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            WeakReference wrA = null;
            WeakReference wrB = null;

            CallCrossRef(ref wrA, ref wrB);

            Console.WriteLine((wrA.Target as RefA)._a);
            Console.WriteLine((wrB.Target as RefB)._b);
        }

        private static void CallCrossRef(ref WeakReference wrA, ref WeakReference wrB)
        {
            RefA a = new RefA();
            RefB b = new RefB();

            wrA = new WeakReference(a);
            wrB = new WeakReference(b);

            a._instanceB = b;
            a._a = 5;
            b._instanceA = a;
            b._b = 6;
        }
    }

    public class RefA
    {
        public RefB _instanceB;
        public int _a;
    }

    public class RefB
    {
        public RefA _instanceA;
        public int _b;
    }
}

서로 순환 참조하고 있고 위의 결과를 실행하면 5와 6값이 화면에 출력됩니다.

하지만, 다음과 같이 GC.Collect를 한번 해주면,

static void Main(string[] args)
{
    WeakReference wrA = null;
    WeakReference wrB = null;

    CallCrossRef(ref wrA, ref wrB);

    GC.Collect();

    Console.WriteLine((wrA.Target as RefA)._a);
    Console.WriteLine((wrB.Target as RefB)._b);
}

GC가 동작하고 순환참조임에도 불구하고 정상적으로 RefA a, RefB b 인스턴스가 해제된 것을 확인할 수 있습니다.

GC의 동작과 관련해서는 card-table 개념과 함께 소개해 드렸던 링크에서,

.NET GC - 하위 세대의 객체를 포함하는 상위 세대의 참조를 추적하기 위한 card-table
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1670

마이크로소프트 측 직원이 아주 자세하게 설명해 주고 있으니 참고하시는 것도 좋겠습니다. ^^

1. Memory allocation, a walk down the history
2. Why use garbage collection
3. Reference Counting Garbage Collection
4. Mark-sweep garbage collection
5. Copying garbage collection
6. Optimizing reference counting garbage collection
7. Handling overflow in mark stage
8. Generational Garbage Collection
9. How does the GC find object references

---

추가적으로! 참조로 인한 메모리 릭이 발생할 수 있는 전형적인 사례가 하나 있는데 바로 "이벤트"입니다. 테스트를 위해 다음과 같이 코드를 만들어 보면,

using System;

namespace circular_ref
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            CallEventFire();
            GC.Collect();

            Console.ReadLine();
        }

        private static void CallEventFire()
        {
            EventPublisher publisher = new EventPublisher();
            EventSubscriber subscriber = new EventSubscriber();
            publisher.Fire += subscriber.DoFire;
        }
    }

    public class EventPublisher
    {
        public delegate void FireEvent();
        public event FireEvent Fire;

        protected void OnFire()
        {
            if (Fire != null)
            {
                Fire();
            }
        }

        ~EventPublisher()
        {
            Console.WriteLine("~EventPublisher.Called()");
        }
    }

    public class EventSubscriber
    {
        public void DoFire()
        {
        }

        ~EventSubscriber()
        {
            Console.WriteLine("~EventSubscriber.Called()");
        }
    }
}

GC.Collect 이후 정상적으로 2개의 소멸자가 모두 호출되는 것을 볼 수 있습니다. 그런데 이 상태에서 "EventPublisher publisher = new EventPublisher();"의 코드를 static으로 빼면 어떻게 될까요?

static EventPublisher publisher = new EventPublisher();

private static void CallEventFire()
{
 // EventPublisher publisher = new EventPublisher();
    EventSubscriber subscriber = new EventSubscriber();
    publisher.Fire += subscriber.DoFire;
}

얼핏 보면, publisher 인스턴스는 static 루트 객체가 있으니 소멸되지 않겠지만 subscriber 인스턴스는 범위를 벗어났으니 힙에서 제거되어야 합니다.

하지만, 아무런 소멸자도 호출되지 않습니다. 왜냐하면 이벤트 구독 자체가 대상 객체를 참조하기 때문입니다. 이런 일이 발생하는 흔한 경우가 바로 이벤트 구독이 남발하는 윈도우 폼 응용 프로그램입니다. Form 위에서 동적으로 컨트롤을 생성/삭제하는 경우 그 컨트롤에 이벤트 핸들러를 걸어 두면 객체가 힙에 쌓이게 됩니다. (다행히, 대부분의 윈도우 폼 응용 프로그램은 사용자가 필요 없을 때 종료시키기 때문에 메모리 릭 문제에서 비교적 자유롭습니다.)

물론, 해결 방법은 그냥 필요 없어졌을 때 이벤트 구독을 해제하면 됩니다. 위의 예제에서는 다음과 같이 추가해 주면 됩니다.

private static void CallEventFire()
{
    // EventPublisher publisher = new EventPublisher();
    EventSubscriber subscriber = new EventSubscriber();
    publisher.Fire += subscriber.DoFire;
    publisher.Fire -= subscriber.DoFire;
}

이렇게 하고 나서 다시 실행해 보면, GC.Collect 호출에서 "~EventSubscriber.Called()" 출력을 볼 수 있습니다.

(첨부 파일은 위의 예제 코드를 포함합니다.)

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[최초 등록일: 8/25/2014]
[최종 수정일: 5/9/2022]


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by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com