GC 알고리즘은 어떤 것이 있나?

GC 알고리즘은 어떤 것이 있나?

●GC 알고리즘은 어떤 것이 있나?

• Serial GC는 JDK에 도입된 최초의 가바지 컬렉터이며, 단일 스레드로 동작하는 가장 단순한 형태이며, 작은 힙 메모리와 단일 CPU 환경에 적합하며 Stop-The-World 시간이 가장 길게 발생

• Parallel GC는 Java 5부터 8까지 default 가비지 컬렉터로 사용되었으며, Serial GC와 달리 Young 영역의 GC를 멀티 스레드로 수행하며, 높은 처리량에 초점을 두기 때문에 Throughput GC라고도 불림

• Parallel Old GC는 Parallel GC의 향상된 버전으로, Old 영역에서도 멀티 스레드를 활용하여 GC를 수행

• CMS(Concurrent Mark-Sweep) GC는 Java 5부터 8까지 사용된 가비지 컬렉터로, 애플리케이션 스레드와 병렬로 실행되어 Stop-The-World 시간을 최소화하도록 설계되었고 하지만 메모리와 CPU 사용량이 많고, 메모리 압축을 수행하지 않아 메모리 단편화 문제가 있습니다. Java 9부터 deprecated 되고, Java 14에서 완전히 제거

• G1(Garbage First) GC는 Java 9부터 default 가비지 컬렉터이며, 기존의 GC 방식과 달리 힙을 여러 개의 region으로 나누어 논리적으로 Young, Old 영역을 구분하며, 처리량과 Stop-The-World 시간 사이의 균형을 유지하며 32GB보다 작은 힙 메모리를 사용할 때 가장 효과적이며, GC 대상이 많은 region을 먼저 회수하기 때문에 garbage first라는 이름이 붙었음

• ZGC는 Java 11부터 도입된 가비지 컬렉터로, 10ms 이하의 Stop-The-World 시간과 대용량 힙을 처리할 수 있도록 설계

• Shenandoah GC는 Red Hat에서 개발한 가비지 컬렉터로, Java 12부터 도입되었으며, G1 GC와 마찬가지로 힙을 여러 개의 region으로 나누어 처리하며, ZGC처럼 저지연 Stop-The-World와 대용량 힙 처리를 목표로 함

• Epsilon GC는 Java 11부터 도입되었으며 GC 기능이 없는 실험용 가비지 컬렉터이며, 애플리케이션 성능 테스트에서 GC 영향을 분리하거나 GC 오버헤드 없이 메모리 한계를 테스트할 때 사용되지만, 프로덕션 환경에는 적합하지 않음

●G1 GC에서 Humongous 객체란 무엇이며 어떻게 처리되나?

• Humongous 객체는 region 크기의 50% 이상을 차지하는 큰 객체를 의미하며, Humongous 객체는 크기에 따라 하나 또는 여러 개의 연속된 region을 차지할 수 있고, region 내 잉여 공간은 다른 객체에 할당되지 않아 메모리 단편화가 발생할 수 있으며 또한, Young 영역을 거치지 않고 바로 Old 영역에 할당되기 때문에 Full GC가 발생할 가능성이 높아지며 이 문제를 해결하려면 -XX:G1HeapRegionSize 옵션을 사용하여 region 크기를 조정하거나, 큰 객체를 작은 객체로 분할하여 처리해 볼 수 있음

●2vCPU, 1GB 메모리를 가진 Linux 서버에 JDK 17을 설치하면 어떤 가비지 컬렉터가 사용될까?

• JDK 9부터 G1 GC가 default 가비지 컬렉터이지만, 서버 스펙에 따라 자동으로 결정
• OpenJDK에서는 CPU 코어 수가 2개 이상이고 메모리가 2GB 이상일 경우 서버를 Server-Class Machine으로 인식하며, Server-Class Machine이라면 가비지 컬렉터로 G1 GC가 선택되지만, 이 서버는 조건을 충족하지 않기 때문에 Serial GC가 선택됩니다. G1 GC를 사용하려면 서버를 스케일업하거나 -XX:+UseG1GC 옵션을 명시적으로 설정