1. [C#] 가비지 컬렉션(Garbage Collection)
개요)
C#은 CLR(Common Language Runtime)에 의해 코드가 실행되고 관리된다.
CLR에서 가비지 컬렉터(Garbage Collector)는 자동 메모리 관리자 역할을 한다. 애플리케이션에서 메모리 할당 및 해제를 자동으로 관리한다.
장점)
개발자가 수동으로 메모리를 관리할 일이 줄어든다. -> 개발 능률 Up
관리되는 힙(managed heap)에 메모리 할당이 효율적으로 이루어진다.
객체가 다른 객체에 할당된 메모리 자체에 사용할 수 없도록 하여 메모리 보안을 제공한다.
메모리 할당)
사용자에 의해 새 프로세스가 시작되면 런타임에서는 메모리에 인접한 주소 공간 영역을 예약한다.
이 예약된 주소 공간을 관리되는 힙(managed heap)이라고 한다.
관리되는 힙에서는 객체가 할당될 주소의 포인터를 관리한다.
모든 참조 형식(reference type)은 관리되는 힙에 할당된다.
과정)
애플리케이션에서 참조 형식을 처음 만드는 경우, 이 참조 형식에 대한 메모리는 관리되는 힙의 기본 주소로 할당된다.
애플리케이션이 다음 개체를 만들 때 런타음은 처음 만든 객체 바로 다음 주소 공간에 메모리를 할당한다.
이러한 방식을 반복하여 새 객체에 대한 메모리 공간을 계속 할당한다.
관리되는 힙은 관리되지 않는 힙(unmanaged heap)에서 할당하는 것보다 속도가 더 빠르다.
런타임에서 포인터에 값을 더하여 객체의 메모리를 할당하기 때문에, 스택에서 메모리를 할당하는 속도만큼 빠르다.
또한, 연속으로 할당된 새 객체는 인접한 주소를 통해 빠른 속도로 액세스할 수 있다.
메모리 해제)
가비지 컬렉터의 최적화 엔진은 수행 중인 할당에 따라 수집을 수행하기에 가장 적합한 시간을 결정한다.
애플리케이션에서 더 이상 사용되지 않는 객체에 대한 메모리를 해제한다.
애플리케이션의 루트를 검사하여 더 이상 사용되지 않는 개체를 결정한다.
애플리케이션 루트에는 다음이 포함된다.
정적 필드(static field)
스택 객체
CPU 레지스터 등
GC는 이 목록을 사용하여 루트를 통해 연결할 수 있는 모든 객체 그래프를 생성한다.
그래프에 연결되지 못한 객체는 가비지 컬렉터에서 가비지로 간주하고 할당을 해제한다.
가비지 컬렉션)
가비지 컬렉션은 다음 조건 중 하나가 충족될 경우 발생한다.
시스템 메모리 부족
관리되는 힙의 할당된 객체에 사용되는 메모리가 허용되는 최대치를 초과
GC.Collect 메서드 호출
세대)
관리되는 힙은 세대별로 나눠져 관리된다. 주로 0세대, 1세대, 2세대로 나뉜다.
0세대
새로 할당된 객체의 메모리 영역으로, 주로 이 세대에서 가비지 컬렉션이 자주 발생한다.
대부분의 객체는 0세대에서 정리되며 다음 세대까지 남아있지 않는다.
0세대가 가득 찼을 때 새 객체가 할당될 경우, 먼저 0세대 영역에서 검사가 이루어진다.
1세대
0세대 컬렉션을 수행한 후 살아남은 메모리를 압축하여 1세대로 승격한다.
컬렉션이 0세대에서 충분한 공간을 확보하지 못한 경우, 1세대와 2세대에서 수행한다.
2세대
가장 오랫동안 살아남은 객체들이 저장되는 공간이다.
대량 객체 힙(3세대)의 객체는 2세대에서도 컬렉션이 이루어진다.
관리되지 않는 리소스
대부분의 객체는 자동으로 관리되지만, 명시적인 정리가 필요한 관리되지 않는 리소스가 존재한다.
Dispose
이런 경우 IDisposable 인터페이스를 통해 Dispose 메서드를 재정의 하여 관련 작업을 수행한다.
public class MyClass : IDisposable
{
public void Dispose
{
//정리 로직 구현
}
}
객체 사용을 마치면, 명시적으로 Dispose 메서드를 호출해야 한다.
Finalize
만일, 실수로 Dispose를 호출하지 않았을 경우를 대비하여 정리하는 방안도 마련할 수 있다.
객체가 가비지 컬렉션 될때 호출되는 Finalize를 재정의를 통해 수행하게 된다.
public class MyClass : IDisposable
{
public void Dispose {...}
~MyClass()
{
//정리 로직 구현
}
}
다만 가비지 컬렉션 도중 특정 객체의 다른 작업이 수반되는 것이므로 성능 이슈가 발생한다.
이 방식은 되도록 사용하지 않는 것이 좋다.
