C# 기초부터 고급까지 Chapter 3.6. .NET 메모리 관리 이해 – GC 동작 원리

📘 Chapter 3.6: .NET 메모리 관리 이해 – GC 동작 원리

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✅ 이 챕터에서 배울 것

• .NET의 메모리 구조 (스택 vs 힙)
• GC가 왜 필요한가?
• GC의 세대별 구조 (Gen 0, 1, 2)
• 객체 수명과 Promotion
• Large Object Heap(LOH) 개념
• Finalizer, IDisposable 차이
• 성능 최적화 팁

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1️⃣ .NET의 메모리 구조

영역	역할
스택(Stack)	지역 변수, 메서드 호출, 빠름
힙(Heap)	new로 만든 객체, GC가 관리

int x = 10;                  // 스택에 저장
var list = new List<int>(); // 힙에 저장

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2️⃣ GC란?

“사용 안 하는 객체는 내가 알아서 치워줄게”

GC는 메모리 누수 방지 + 자동 관리를 해주는 .NET의 똑똑한 청소부다

💡 근데 왜 필요하노?

• C++은 delete 직접 해줘야 함
• 누수 터지면 디버깅 지옥
• .NET은 GC가 주기적으로 스캔하면서 사용 안 하는 객체를 수거해간다

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3️⃣ GC의 세대(Generation)

🔁 GC는 모든 객체를 매번 검사하지 않는다!

.NET은 힙을 3개의 세대로 나눠서 가성비 좋게 청소한다

세대	설명
Gen 0	새로 생성된 객체 (빠르게 검사)
Gen 1	Gen 0에서 살아남은 중간 객체
Gen 2	장기 생존 객체 (가끔만 검사)

📌 대부분 객체는 Gen 0에서 생성 → 바로 GC됨
→ 살아남는 애들만 점점 윗세대로 승격(Promotion)됨

✅ Promotion 흐름

new 객체 → Gen 0
GC에서 안 치워짐 → Gen 1
또 안 치워짐 → Gen 2

➡️ Gen 2는 무겁기 때문에 최대한 안 건드리는 게 성능에 좋다

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4️⃣ Large Object Heap (LOH)

💥 “10만 바이트 이상”이면 LOH에 들어간다!

var bigArray = new byte[1024 * 100]; // 100KB 이상 → LOH

특징	설명
GC 대상은 맞지만	Gen 2에서만 청소됨
단점	파편화(Fragmentation) 발생 가능성
주의	잦은 LOH 할당 → 성능 병목 발생

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5️⃣ Finalizer vs IDisposable

✅ Finalizer (~소멸자)

~MyClass()
{
    Console.WriteLine("GC가 치우기 전에 호출됨");
}

• GC가 수거하기 전에 호출됨
• 정확한 시점 보장 안 됨
• 성능 좋지 않음

✅ IDisposable

public class MyClass : IDisposable
{
    public void Dispose()
    {
        // 리소스 해제
    }
}

✅ using문과 함께 사용

using var conn = new SqlConnection(...);

• 명시적 해제 가능
• 실무에선 거의 IDisposable 우선 사용

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6️⃣ 실무 성능 팁

팁	설명
객체 재사용	매번 new 하지 말고 풀링 고려
Dispose 잘하기	IDisposable 있는 건 꼭 using 써라
Finalizer 남용 금지	GC 부담 가중됨
LOH 피하기	큰 배열은 pooling하거나 나눠 써라
GC.Collect() 금지	절대 직접 부르면 안 된다! 성능 최악!

✅ GC 상태 확인법 (디버깅용)

Console.WriteLine(GC.GetGeneration(myObj)); // 0, 1, 2 중 출력
Console.WriteLine(GC.MaxGeneration);        // 2

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✅ 정리 요약

항목	설명
스택 vs 힙	힙은 GC가 관리하는 영역
GC 역할	객체를 자동으로 수거
Gen 0/1/2	세대별로 청소 전략 다름
LOH	85KB 이상 객체, 성능 병목 주의
IDisposable	명시적 자원 해제에 필수
실무 팁	GC에 친화적인 코드 쓰기

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📢 다음 챕터 예고 🎓

다음 챕터	주제
Chapter 3.7	커스텀 Attributes, AOP 기법 적용