[C#] 메모리 할당

메모리 할당 로직

C#은 코드 컴파일 후 실행파일을 만들고 파일을 실행하면 CLR이 프로그램을 위해 메모리의 일정 구역을 확보한다.

 

넓은 공간을 통째로 확보 후 하나의 <관리되는 힙(Managed Heap)>생성

 

CLR이 확보한 힙의 첫 주소는 "다음 객체 할당을 위한 메모리 포인터"로 선정

 

결과적으로 프로그램이 실행되면 프로그램을 위한 메모리 공간 확보 및 첫 주소값 메모리 포인터 할당이 이루어진다.

 

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데이터 영역별 메모리 할당

 

힙영역

• 참조 형식(참조 타입) 객체와 동적으로 할당된 객체는 힙에 할당
• 힙에는 객체의 실제 데이터가 저장
• 스택이나 다른 객체에서 해당 객체를 참조할 때 사용되는 참조(주소)가 힙 영역에 저장

 

 

다음과 같이 새로운 오브젝트를 선언한다.

object obj1 = new object();

이러면 힙에 새로운 메모리를 할당한 *루트(Root)가 생성되고 해당 영역 다음 주소를 메모리 포인터가 가르킨다.

 

 

object obj2 = new object();
object obj3 = new object();

이후 3개까지 추가로 오브젝트를 선언한다.

이렇게 오브젝트를 선언하면 delete로 오브젝트를 제거하지 않는 이상 오브젝트는 힙영역에 남아있게 된다.

 

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스택 영역

• 값 형식(값 타입) 변수와 지역 변수가 스택에 할당
• 값 형식은 실제 데이터를 직접 스택에 저장
• 변수가 범위를 벗어나면 스택에서 자동으로 제거
• 이 변수들은 빠르게 접근 가능하지만 크기가 제한적

 

이번에는 스택영역에 할당되는 오브젝트를 선언해보자.

if (조건문) {
	object obj4 = new object();
}

위와 코드에서, 변수 num4는 힙 영역에 할당되고 스택 영역에서 힙 메모리 주소 값을 할당하는 루트(Root)가 생성된다.

 

다르게 말하면 C#에서 스택에 할당되는 객체는 실제 데이터가 스택에 저장되며, 해당 객체를 가리키는 루트(참조)는 힙 영역에 생성된다.

 

즉, 여기서 obj4은 스택에 있고, obj4 객체의 데이터는 힙에 할당됩니다. 

루트 (Root)
* 스택 영역에서 생성시 힙 메모리 주소 값을 가르키는 객체
* 힙 영역에서 생성시 힙 영역에 할당된 객체

https://hijuworld.tistory.com/32

 

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오버 플로우

한정된 메모리 공간이 부족하여 메모리 안에 있는 데이터가 넘쳐 흐르는 현상이다.

 

오버 플로우의 종류 중에 힙 오버 플로우와 스택 오버 플로우가 있다.

힙은 메모리 위쪽 주소부터 할당되고, 스택은 메모리 아래쪽 주소부터 할당되기 때문에 각 영역이 상대 공간을 침범하는 일이 발생할 수 있다.

 

이때 힙이 스택을 침범하는 경우를 힙 오버 플로우라 하고, 스택이 힙을 침범하는 경우를 스택 오버 플로우라고 한다.

 

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참고자료

C#/.NET 가비지 컬렉션의 메모리 할당 및 해제 기본 원리 (Garbage collection)

 

메모리의 구조 (코드, 데이터, 힙, 스택 영역)