메모리 관리란?

메모리 관리는 특히 컴퓨터 메모리 또는 RAM 관리를 가리키는 리소스 관리의 한 형태입니다. 문제의 핵심은 필요할 때 할당 시스템 메모리를 관리하고 더 이상 필요하지 않을 때 해제하는 것입니다. 최신 컴퓨터에서 메모리 관리에는 실행 중인 각 프로세스에 대한 가상 주소 지정 시스템 관리도 포함됩니다. 프로그래밍 언어에 따라 메모리 관리는 수동, 자동 또는 둘 다일 수 있습니다.

메모리 관리는 무엇을 합니까?

모든 컴퓨터에는 실행 중인 모든 프로세스에서 공유해야 하는 제한된 메모리 공급이 있습니다. 메모리 관리는 이 제한된 리소스가 더 이상 필요하지 않을 때 해제되도록 합니다. C와 같은 많은 오래된 언어는 수동 메모리 관리에 중점을 둡니다. 이는 응용 프로그램 개발자가 메모리에 저장해야 하는 값에 대한 리소스를 구체적으로 할당해야 함을 의미합니다. 이러한 변수가 더 이상 필요하지 않으면 개발자도 메모리를 다시 해제해야 합니다.

수동 메모리 관리의 다른 요소 중 하나는 메모리를 해제하기 전에 변수를 초기화하고 데이터를 지워야 한다는 것입니다. 예를 들어 변수에 메모리를 할당하면 메모리 주소가 할당됩니다. 더 이상 조치를 취하지 않으므로 이 메모리 주소에는 지워지지 않은 이전 사용 값이 포함될 수 있습니다. 초기화되지 않은 메모리의 데이터에 대한 조치는 예측할 수 없는 결과를 초래할 수 있으며, 이는 가비지 응답 및 프로그램 충돌을 포함할 수 있습니다. 메모리에 데이터를 넣으려고 해도 변수에 할당된 공간을 모두 채우지 않으면 사용하지 않은 공간에 초기화되지 않은 데이터가 포함될 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 수동으로 메모리를 관리할 때 변수를 초기화하는 것이 중요합니다.

팁: 변수 초기화는 변수를 알려진 시작 값으로 설정하는 프로세스이며 일반적으로 변수를 지웁니다.

Python과 같은 보다 현대적인 언어는 자동 메모리 관리를 사용하는 경향이 있습니다. 이렇게 하면 백그라운드에서 모든 초기화 및 가비지 수집 절차가 자동으로 실행됩니다. 이렇게 하면 개발의 복잡성이 줄어들지만 성능에 어느 정도 영향을 미칠 수 있고 개발자가 직접 제어할 수 있는 권한이 약간 줄어듭니다.

메모리 관리 문제

메모리 관리를 엉망으로 만들면 잠재적으로 심각한 문제가 발생할 수 있는 몇 가지 방법이 있습니다. 예를 들어 초기화되지 않은 메모리를 사용하면 정의되지 않은 동작이 발생할 수 있습니다. 반대로 메모리를 해제하기 전에 메모리를 지우지 않으면 해당 메모리 섹션을 사용하려고 시도하는 다음 애플리케이션으로 데이터가 누출될 수 있습니다.

메모리 위치가 더 이상 필요하지 않으면 해제해야 합니다. 이를 통해 컴퓨터는 필요에 따라 이를 다른 소프트웨어에 재할당할 수 있습니다. 불필요한 메모리를 스스로 정리하지 않으면 이를 메모리 누수라고 합니다. 프로세스가 종료되면 메모리가 해제되기 때문에 단기 실행 프로그램에서는 이것이 반드시 큰 문제는 아닙니다. 그러나 오래 실행되는 소프트웨어의 경우 컴퓨터가 고갈될 때까지 점점 더 많은 시스템 메모리를 소비하게 되어 일반적으로 소프트웨어 충돌이 발생할 수 있습니다.

변수에 저장하는 데이터가 해당 변수에 할당된 메모리에 맞는지 확인하는 것이 중요합니다. 3자를 유지하도록 설계된 변수가 있고 20자를 쓰려고 하면 버퍼 오버플로가 발생합니다. 버퍼 오버플로는 인접한 메모리 주소에 영향을 주어 메모리 손상을 일으킬 수 있습니다.

메모리 관리 문제로 인해 의도하지 않은 동작이 발생합니다. 이것은 주로 충돌 또는 오류의 형태를 취합니다. 그러나 최악의 시나리오에서는 코드 실행 취약점이 발생할 수 있습니다. 의도하지 않은 동작이 예측 가능한 경우 프로그램에서 악성 코드를 실행하는 특정 입력을 제공할 수 있습니다. 따라서 안전한 코드를 개발하려면 좋은 메모리 관리가 중요합니다.

가상 메모리

메모리 관리의 숨겨진 요소 중 하나는 가상 메모리의 사용입니다. 가상 메모리는 애플리케이션이 아닌 운영 체제에서 관리하므로 개발자가 실제로 영향을 미칠 수 없습니다. 실제 물리적 메모리 주소가 할당되는 대신 각 프로세스에 고유한 메모리 주소 공간이 할당됩니다. 그런 다음 운영 체제는 메모리에 액세스해야 할 때마다 가상 주소를 물리적 주소로 변환합니다.

가상 메모리 사용의 주요 이점 중 하나는 프로세스 간에 메모리 주소 공간을 분할한다는 것입니다. 이렇게 하면 한 프로세스가 다른 프로세스의 메모리를 읽을 수 없습니다. 일반적으로 합법적인 소프트웨어에는 문제가 되지 않지만 다른 프로그램의 데이터를 감염시키거나 도용하는 맬웨어 및 악성 소프트웨어로부터 보호하는 데 도움이 됩니다. 또한 버퍼 오버플로우가 다른 프로세스에 영향을 미치지 않도록 방지합니다.

추가 이점으로 가상 메모리 주소를 사용하면 운영 체제가 필요에 따라 저장되는 데이터의 물리적 위치를 조정할 수 있습니다. 이것은 일반적으로 메모리 리소스가 부족할 때 거의 사용되지 않는 메모리를 스토리지 드라이브의 페이지 또는 스왑 파일로 전송하는 데 사용됩니다. 스토리지가 실제 RAM보다 느리기 때문에 가상 메모리 주소가 필요할 때 성능에 영향을 주지만 일반적으로 선호되는 시스템 또는 응용 프로그램 충돌을 방지합니다.

결론

메모리 관리는 시스템 RAM의 제한된 리소스를 관리하는 프로세스입니다. 소프트웨어에서 이것은 현재 일반적으로 자동으로 수행되지만 일부 프로그래밍 언어에서는 수동 메모리 관리를 허용하거나 요구합니다. 메모리를 잘못 관리하면 광범위한 메모리 손상 문제와 잠재적으로 코드 실행 취약성이 발생할 수 있습니다. 운영 체제는 또한 가상 주소의 형태로 일부 메모리 관리를 수행합니다. 이렇게 하면 유용한 보안 기능인 각 프로세스의 메모리를 분리할 수 있습니다. 또한 운영 체제가 실제 프로세스에 영향을 주지 않고 데이터의 물리적 위치를 조정할 수 있습니다.