1. 가비지 컬렉션이란?

• 가비지 컬렉션은 프로그램에서 더 이상 사용하지 않는 메모리를 자동으로 정리하는 것이다. 이 기능을 가진 언어(혹은 엔진)는 자바, C#, 자바스크립트 등이 있다.
• 자바스크립트는 도달가능성(reachability)라는 개념을 사용하여 메모리 관리를 수행한다. ‘도달 가능한(reachable)’ 값은 쉽게 말해 어떻게든 접근하거나 사용할 수 있는 값을 의미한다. 도달 가능한 값은 메모리에서 삭제되지 않는다.
• 아래의 값들은 대개 도달 가능한 값들이며, 루트(root)라고 부른다.
  • 현재 함수의 지역 변수와 매개변수
  • 중첩 함수의 체인에 있는 함수에서 사용되는 변수와 매개변수
  • 전역 변수
• 루트가 참조하는 값이나 체이닝으로 루트에서 참조할 수 잇는 값은 도달 가능한 값이 된다.
• 전역변수에 객체가 저장되어 있다고 가정했을 때, 이 객체의 프로퍼티가 또 다른 객체를 참조하고 있다면, 프로퍼티가 참조하는 객체는 도달 가능한 값이 된다. 이 객체가 참조하는 다른 모든 것들도 도달 가능하다고 여겨진다.
• 자바스크립트 엔진 내에서 가비지 컬렉터가 끊임없이 동작한다. 가비지 컬렉터는 모든 객체를 모니터링하고, 도달할 수 없는 객체는 삭제한다.
• 가바지 컬렉션은 엔진이 자동으로 수행하므로, 개발자는 이를 억지로 실행하거나 막을 수 없다.
• 객체는 도달 가능한 상태일때 메모리에 남는다.
• 참조된다고 해서 도달 가능한것은 아니다. 서로 연결된 객체들도 도달 불가능 할 수 있다. (예, 객체들이 연결되어 섬같은 구조를 만드는데, 이섬에 도달할 방법이 없는 경우, 섬을 구성하는 객체 전부가 메모리에서 삭제된다.)

2. 가비지 컬렉션 방법

2-1. 트레이싱

• 한 객체에 flag를 두고, 가비지 컬렉션 사이클마다 flag를 표시 후 삭제하는 mark and sweep 방법이다. 객체에 in-use flag를 두고, 사이클마다 메모리 관리자가 모든 객체를 추적해서 사용 중인지 아닌지를 표시(mark)한다. 그 후 표시되지 않은 객체를 삭제(sweep)하는 단계를 통해 메모리를 해제한다.

2-2. 레퍼런스 카운팅

• 한 객체를 참조하는 변수의 수를 추적하는 방법이다. 객체를 참조하는 변수는 처음에는 특정 메모리에 대해 레퍼런스가 하나 뿐이지만, 변수의 레퍼런스가 복사될 때마다 레퍼런스 카운트가 늘어난다. 객체를 참조하고 있던 변수의 값이 바뀌거나, 변수 스코프를 벗어나면 레퍼런스 카운트는 줄어든다. 레퍼런스 카운트가 0이 되면, 그 객체와 관련된 메모리는 비울 수 있다. 레퍼런스 카운트가 0이 된다는 말은 아무도 그 객체에 대한 레퍼런스를 가지고 있지 않다는 말이기 때문이다.

3. 가비지 커렉션 최적화 방법

3-1. 세대별 수집(generational collection)

• 객체를 ‘새로운 객체’와 ‘오래된 객체’로 나눈다. 객체 상당수는 생성 이후 제 역할을 빠르게 수행해 금방 쓸모가 없어지는데, 이런 객체를 ‘새로운 객체’로 구분한다. 가바지 컬렉터는 이런 객체를 공격적으로 메모리에서 제거한다. 일정 시간 이상 동안 살아남은 객체는 ‘오래된 객체’로 분류하고, 가비지 컬렉터가 덜 감시한다.

3-2. 점진전 수집(incremental collection)

• 방문해야할 객체가 많다면 모든 객체를 한번에 방문하고 mark하는데 상당한 시간이 소모된다. 가비지 컬렉션에 많은 리소스가 사용되어 실행 속도도 눈에 띄게 느려진다. 자바스크립트 엔진은 이런 현상을 개선하기 위해 가비지 컬렉션을 여러 부분으로 분리한 다음, 각 부분을 별도로 수행한다. 작업을 분리하고, 변경 사항을 추적하는데 추가 작업이 필요하긴 하지만, 긴 지연을 짦은 지연 여러개로 분산 시킬 수 있다는 장점이 있다.

3-3. 유휴 시간 수집(idle-time collection)

• 가비지 컬렉터는 실행에 주는 영향을 최소화하기 위해 CPU가 유휴 상태일 때에만 가비지 컬렉션을 실행한다.