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

C# - GC 호출로 인한 메모리 압축(Compaction)을 확인하는 방법

GC의 동작으로 인해 메모리 압축이 일어난 경우를 간단하게 재현해 볼까요? ^^

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
class Program
{
    uint _n = 0xffffffff;

    static unsafe void Main(string[] args)
    {
        Program pg1 = new Program();
        Program pg2 = new Program();

        ShowAddress("pg1", pg1);
        ShowAddress("pg2", pg2);

        Console.WriteLine();

        for (int i = 0; i <= GC.MaxGeneration; i++)
        {
            GC.Collect(i, GCCollectionMode.Forced);
        }

        ShowAddress("pg1", pg1);
        ShowAddress("pg2", pg2);
    }

    private static IntPtr ShowAddress(string title, object instance, bool output = true)
    {
        IntPtr ptr = GetRefAddress(instance);

        if (output)
        {
            Console.WriteLine($"{title}: " + ptr.ToInt64().ToString("x") + $", {GC.GetGeneration(instance)}");
        }

        return ptr;
    }

    private unsafe static IntPtr GetRefAddress(object obj)
    {
        TypedReference refA = __makeref(obj);
        return **(IntPtr**)&refA;
    }
}

위의 코드에서는 (pg1 이전에 닷넷 프로그램 실행 자체의 힙 할당이 있었을 것이므로) GC 호출로 인해 pg1과 pg2의 메모리 이동이 발생할 것으로 예상됩니다. 하지만 실제로 실행해 보면 다음과 같이 GC 전/후의 결과가 같습니다.

// x86 + Release 빌드 - 출력 결과
pg1: 4f0aa9c, 0
pg2: 4f0aaa8, 0

pg1: 4f0aa9c, 2
pg2: 4f0aaa8, 2

(pg2와 pg1의 주소 차이가 0x0c인데 이에 대해서는 "일반 참조형의 기본 메모리 소비는 얼마나 될까요?" 글에서 자세히 다루고 있습니다.)

테스트 결과로만 보면 GC는 소규모 변화인 경우 메모리 이동까지는 굳이 하지 않는 듯합니다. 이에 대한 테스트로 다음과 같이 pg1 인스턴스 생성 이전에 좀 더 많은 개체를 생성하는 코드를 넣어보면 알 수 있습니다.

MakeObject();

Program pg1 = new Program();
Program pg2 = new Program();

private static void MakeObject(int count = 1000)
{
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        Program pgt1 = new Program();
    }
}

재미있는 것은, 위와 같이 1,000 ~ 3,000개 정도로는 여전히 메모리 이동이 없고 "MakeObject(4000)" 정도는 해야 다음과 같이 메모리 이동을 확인할 수 있습니다.

pg1: 4eb6744, 0
pg2: 4eb6750, 0

pg1: 4eaa9f4, 2
pg2: 4eaaa00, 2




이쯤에서 그럼 GC.Collect의 동작을 살짝 살펴볼까요? ^^ 우선, 본문에서 사용한 GC.Collect(Int32, GCCollectionMode) 메서드의 도움말을 보면,

Forces a garbage collection from generation 0 through a specified generation, at a time specified by a GCCollectionMode value.


의미 상으로 0 ~ n까지 GC를 수행하는 걸로 보이는데, 실제로 이것은 다음의 코드를 통해 확인할 수 있습니다.

ShowGCCount();

for (int i = 0; i <= GC.MaxGeneration; i++)
{
    GC.Collect(i, GCCollectionMode.Forced);
}

ShowGCCount();

private static void ShowGCCount()
{
    Console.WriteLine($"GC0: {GC.CollectionCount(0)}, GC1: {GC.CollectionCount(1)}, GC2: {GC.CollectionCount(2)}");
}

/* 출력 결과
GC0: 0, GC1: 0, GC2: 0
GC0: 3, GC1: 2, GC2: 1
*/

따라서, 그냥 전 세대의 GC를 수행하는 경우 저렇게 세대별로 GC.Collect를 할 필요 없이 그냥 단일 호출로 해도 되고, 또는 GC.Collect()를 호출해도 같은 효과를 갖습니다.

GC.Collect(2, GCCollectionMode.Forced);
// == GC.Collect(); // Forces an immediate garbage collection of all generations.

ShowGCCount();

/* 출력 결과
GC0: 1, GC1: 1, GC2: 1
*/

참고로, 아래는 GC.Collect의 원본 소스 코드입니다.

public static void Collect()
{
    _Collect(-1, 2);
}

public static void Collect(int generation, GCCollectionMode mode)
{
    Collect(generation, mode, blocking: true);
}

public static void Collect(int generation, GCCollectionMode mode, bool blocking)
{
    Collect(generation, mode, blocking, compacting: false);
}

public static void Collect(int generation, GCCollectionMode mode, bool blocking, bool compacting)
{
    if (generation < 0)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException("generation", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_GenericPositive"));
    }

    if (mode < GCCollectionMode.Default || mode > GCCollectionMode.Optimized)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException(Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_Enum"));
    }

    int num = 0;
    if (mode == GCCollectionMode.Optimized)
    {
        num |= 4;
    }

    if (compacting)
    {
        num |= 8;
    }

    if (blocking)
    {
        num |= 2;
    }
    else if (!compacting)
    {
        num |= 1;
    }

    _Collect(generation, num);
}

[DllImport("QCall", CharSet = CharSet.Unicode)]
[SecurityCritical]
[SuppressUnmanagedCodeSecurity]
private static extern void _Collect(int generation, int mode);




위의 소스 코드에서 GC.Collect(int generation, GCCollectionMode mode, bool blocking, bool compacting) 버전을 보면 알겠지만, 사실 메모리 이동을 명시하는 compacting 변수를 설정하면 이 글의 예제를 다음과 같이 다시 테스트해볼 수 있습니다.

Program pg1 = new Program();
Program pg2 = new Program();

ShowAddress("pg1", pg1);
ShowAddress("pg2", pg2);
Console.WriteLine();

GC.Collect(0, GCCollectionMode.Forced, true, true);

ShowAddress("pg1", pg1);
ShowAddress("pg2", pg2);

/* 출력 결과
pg1: 527aaac, 0
pg2: 527aab8, 0

pg1: 527a924, 1
pg2: 527a930, 1
*/

즉, compacting 값이 true인 경우 GC는 강제로 메모리 이동을 하지만, false인 경우에는 상황에 따라 필요하면 메모리 이동을 한다고 보면 됩니다.

그런데 compacting 변수를 명시하는 경우, 재미있는 현상이 하나 있습니다. "Internals of the POH" 글에 보면,

Usually when a GC of generation G happens, objects that were in G would be in (G+1), but we may choose to leave a pinned object that was in generation G still in G, instead of promoting it to (G+1). This is called demotion.


Pinning 개체의 경우 GC가 수행돼도 세대가 올라가지 않는다는 "demotion"에 대해 설명하고 있는데요, 이것을 다음과 같이 테스트해볼 수 있습니다.

static unsafe void Main(string[] args)
{
    Program pg1 = new Program();
    MakeObject(1000);
    Program pg2 = new Program();

    GCHandle pinPg2 = GCHandle.Alloc(pg2, GCHandleType.Pinned);

    ShowAddress("pg1", pg1);
    ShowAddress("pg2", pg2);
    Console.WriteLine();
    GC.Collect(2, GCCollectionMode.Forced, true, true);

    ShowAddress("pg1", pg1);
    ShowAddress("pg2", pg2);
    Console.WriteLine();

    GC.Collect(2, GCCollectionMode.Forced, true, true);
    ShowAddress("pg1", pg1);
    ShowAddress("pg2", pg2);
}

/* 출력 결과
pg1: 509aac0, 0
pg2: 509da4c, 0

pg1: 509a938, 1
pg2: 509da4c, 0

pg1: 509a914, 2
pg2: 509da4c, 0
*/

보는 바와 같이 pg2 개체는 pg1과는 달리 GC.Collect에 따라 세대가 올라가지 않고 여전히 0에 머물고 있습니다. 그렇다고 해서 pg2 개체의 pinning 상태가 해제될 때까지 언제까지나 0 세대에 머무는 것은 아닙니다. 가령 compacting == false로 GC.Collect를 수행하면 정상적으로 세대가 올라갑니다.

GC.Collect(2, GCCollectionMode.Forced, true, false);
ShowAddress("pg2", pg2);
GC.Collect(2, GCCollectionMode.Forced, true, false);
ShowAddress("pg2", pg2);

/* 출력 결과
pg2: 509da4c, 1
pg2: 509da4c, 2
*/

(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]


donaricano-btn



[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 5/17/2021]

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 쓴 사람
 




1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  [12]  13  14  15  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
12582정성태3/29/20211093오류 유형: 709. Visual C++ - 컴파일 에러 error C2059: syntax error: '__stdcall'
12581정성태3/28/2021969.NET Framework: 1031. WinForm/WPF에서 Console 창을 띄워 출력하는 방법 (2) - Output 디버깅 출력을 AllocConsole로 우회 [2]
12580정성태3/28/20211071오류 유형: 708. SQL Server Management Studio - Execution Timeout Expired.
12579정성태3/28/2021927오류 유형: 707. 중첩 가상화(Nested Virtualization) - The virtual machine could not be started because this platform does not support nested virtualization.
12578정성태3/27/2021840개발 환경 구성: 560. Docker Desktop for Windows 기반의 Kubernetes 구성 (2) - WSL 2 인스턴스에 kind가 구성한 k8s 서비스 위치
12577정성태3/26/20211397개발 환경 구성: 559. Docker Desktop for Windows 기반의 Kubernetes 구성 - WSL 2 인스턴스에 kind 도구로 k8s 클러스터 구성
12576정성태3/25/2021953개발 환경 구성: 558. Docker Desktop for Windows에서 DockerDesktopVM 기반의 Kubernetes 구성 (2) - k8s 서비스 위치
12575정성태3/24/2021914개발 환경 구성: 557. Docker Desktop for Windows에서 DockerDesktopVM 기반의 Kubernetes 구성
12574정성태3/23/20211457.NET Framework: 1030. C# Socket의 Close/Shutdown 동작 (동기 모드)
12573정성태3/22/20211054개발 환경 구성: 556. WSL 인스턴스 초기 설정 명령어
12572정성태3/22/2021977.NET Framework: 1029. C# - GC 호출로 인한 메모리 압축(Compaction)을 확인하는 방법파일 다운로드1
12571정성태3/21/20211031오류 유형: 706. WSL 2 기반으로 "Enable Kubernetes" 활성화 시 초기화 실패 [1]
12570정성태3/19/20211123개발 환경 구성: 555. openssl - CA로부터 인증받은 새로운 인증서를 생성하는 방법
12569정성태3/18/20211293개발 환경 구성: 554. WSL 인스턴스 export/import 방법 및 단축 아이콘 설정 방법
12568정성태3/18/2021820오류 유형: 705. C# 빌드 - Couldn't process file ... due to its being in the Internet or Restricted zone or having the mark of the web on the file.
12567정성태3/17/2021941개발 환경 구성: 553. Docker Desktop for Windows를 위한 k8s 대시보드 활성화 [1]
12566정성태3/17/20211008개발 환경 구성: 552. Kubernetes - kube-apiserver와 REST API 통신하는 방법 (Docker Desktop for Windows 환경)
12565정성태3/17/2021785오류 유형: 704. curl.exe 실행 시 dll not found 오류
12564정성태3/16/2021837VS.NET IDE: 160. 새 프로젝트 창에 C++/CLI 프로젝트 템플릿이 없는 경우
12563정성태3/16/20211024개발 환경 구성: 551. C# - JIRA REST API 사용 정리 (3) jira-oauth-cli 도구를 이용한 키 관리
12562정성태3/15/20211091개발 환경 구성: 550. C# - JIRA REST API 사용 정리 (2) JIRA OAuth 토큰으로 API 사용하는 방법파일 다운로드1
12561정성태3/12/2021812VS.NET IDE: 159. Visual Studio에서 개행(\n, \r) 등의 제어 문자를 치환하는 방법 - 정규 표현식 사용
12560정성태3/11/20211393개발 환경 구성: 549. ssh-keygen으로 생성한 개인키/공개키 파일을 각각 PKCS8/PEM 형식으로 변환하는 방법
12559정성태3/11/2021926.NET Framework: 1028. 닷넷 5 환경의 Web API에 OpenAPI 적용을 위한 NSwag 또는 Swashbuckle 패키지 사용파일 다운로드1
12558정성태3/10/20211201Windows: 192. Power Automate Desktop (Preview) 소개 - Bitvise SSH Client 제어 [1]
12557정성태3/10/2021730Windows: 191. 탐색기의 보안 탭에 있는 "Object name" 경로에 LEFT-TO-RIGHT EMBEDDING 제어 문자가 포함되는 문제
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  [12]  13  14  15  ...