Garbage-Collection

💫 Q

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• 가비지에 대하여

• GC에 대해 설명해봐라
• GC 최적화를 위해 할수있는일은 무엇이 있을지 설명해봐라
• GC의 장점과 단점에 대해 설명해봐라
• 세대별 가비지 컬렉션
• Unity
  • Instantiate/Destroy를 반복적으로 사용하면 메모리 증가
  • -> 오브젝트 풀 사용

💫 Garbage

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프로그램이 동적으로 할당한 메모리 중에서 더 이상 사용하지 않는 메모리를 가비지라고 한다.
가비지는 프로그램의 성능을 저하시키고 메모리 누수를 발생시킬 수 있으므로 가비지 컬렉션을 통해 메모리를 해제해주어야 한다.

💫 Garbage가 생기는 상황

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🫧 문자열

string str = "Hello";
str = "World";

World가 새로운 메모리에 할당되고 Hello는 더 이상 사용되지 않기 때문에 가비지가 된다.

string str = "Hello";
str += "World";

HelloWorld가 새로운 메모리에 할당되고 Hello는 더 이상 사용되지 않기 때문에 가비지가 된다.

많은 문자열을 조합하는 경우에는 StringBuilder를 사용하여 가비지를 줄일 수 있다.
Append를 통해 미리 할당된 메모리에 문자열을 복사만 해뒀다가, ToString을 통해 한 번에 문자열 객체로 변환한다.

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.Append("Hello");
sb.Append("World");
string str = sb.ToString();

🫧 객체 (new)

class MyClass
{
	public int value;
}

MyClass myClass = new MyClass();
myClass = new MyClass();

• 클래스를 인스턴싱하려면 new를 사용해야 한다.
• new로 생성된 객체는 Heap에 할당되고 Stack에는 Heap에 할당된 객체의 주소값이 저장된다.
• 메서드 안에서 new로 생성한 객체는 메서드가 종료되면 가비지가 된다.

• -> 메서드가 자주 호출되는 경우에는 가비지가 빠르게 쌓일 수 있다.

• 클래스 대신 구조체를 사용하면 (가능하다면) Stack에 할당되기 때문에 가비지가 발생하지 않는다.

🫧 Boxing, Unboxing

int num = 10;
object obj = num;
int num2 = (int)obj;

• 참고: ‘Boxing, Unboxing’

🫧 이중 참조

MyClass myClass = new MyClass();
MyClass myClass2 = myClass;

• myClass와 myClass2는 같은 객체를 참조하고 있기 때문에 둘 중 하나만 참조하고 있어도 가비지가 되지 않는다.

💫 GC

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동적으로 Garbage를 자동으로 탐지하고 해제하는 메모리 기법.
이는 메모리 누수와 같은 문제점을 방지하여 프로그램의 안정성과 성능을 향상하는 데 사용한다.

🫧 세대별 GC

세대가 낮은 메모리부터 메모리 해제를 해준 다음 메모리 컴펙션을 해준다.

• 0세대 : GC를 한번도 겪지 않은 갓 생성된 객체가 대상
• 1세대 : GC를 1회 겪은 객체가 대상
• 2세대 : GC를 2회 이상 겪은 객체가 대상(전체를 의미)
  • 2세대 GC를 할 시 Full Garbage Collection이라 하고 전체 Heap에 대하여 GC하는 것을 의미한다.

🫧 세대를 나누는 근거

• 최근에 생성된 객체일수록 생명주기가 짧을 가능성이높고, 오래된 객체일수록 생명주기가 길 가능성이 높습니다.
• 최근에 생성된 객체끼리는 서로 연관성이 높을 수 있으며, 비슷한 시점에 자주 액세스 됩니다.
• 일부분 Heap에 대해 GC를 하는 것이 전체 GC를 하는 것 보다 빠릅니다.

🫧 언어에서

• 매니지드 언어 (GC 지원)
  • C# : .NET 프레임워크에서 실행.
• 언매니지드 언어
  • C++ : 직접 메모리를 할당하고 해제.

💫 C#

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🫧 GC

GC.Collect(); // 가비지 컬렉션 강제 수행
GC.Collect(0); // 0세대 가비지 컬렉션 강제 수행
GC.Collect(0, GCCollectionMode.Forced); // 0세대 가비지 컬렉션 강제 수행
GC.WaitForPendingFinalizers(); // 가비지 컬렉션 완료 대기
GC.WaitForFullGCComplete(); // 전체 가비지 컬렉션 완료 대기
GC.GetTotalMemory(true); // 전체 메모리 사용량 반환

🫧 Dispose Pattern

public class MyClass : IDisposable
{
	private bool disposed = false;

	public void Dispose()
	{
		Dispose(true);
		GC.SuppressFinalize(this);
	}

	protected virtual void Dispose(bool disposing)
	{
		if (!disposed)
		{
			if (disposing)
			{
				// 관리되는 자원 해제
			}

			// 비관리 자원 해제
			disposed = true;
		}
	}

	~MyClass()
	{
		Dispose(false);
	}
}

• IDisposable : 관리되는 자원과 비관리 자원을 해제하는 메서드를 정의하는 인터페이스
  • 직접 메서드를 만들어 쓸 수도 있지만, IDisposable 인터페이스를 상속받아 사용하는 것이 좋다.
    • 서로 다른 Type의 객체를 사용해도, 동일한 코드/방법으로 메모리를 해제할 수 있다.
    • Dispose 메서드만 보고도 ‘아, 클래스 사용이 끝나면 Dispose를 호출해야겠구나’ 라는 것을 알 수 있다.
• Dispose : 관리되는 자원과 비관리 자원을 해제
  • Dispose(true) : 관리되는 자원을 해제
  • Dispose(false) : 비관리 자원을 해제
• GC.SuppressFinalize(this) : 파괴자를 호출하지 않도록 설정

FileStream 관련 객체에서 많이 볼 수 있다.

🫧 WeakReference

WeakReference weakReference = new WeakReference(new MyClass());

• WeakReference : 약한 참조
• WeakReference를 사용하면 가비지 컬렉션 대상이 되지 않는다.