✅ 가비지 컬렉션이란?
가비지 컬렉션은 JVM이 더 이상 사용하지 않는 객체(Garbage)를 자동으로 메모리에서 제거해주는 기능이다.
개발자가 일일이 free()처럼 메모리를 해제할 필요 없이, JVM이 알아서 메모리를 관리해주므로 안정성과 생산성이 높아진다.
❓ 왜 필요한가?
자바에서는 new 키워드로 객체를 계속 생성하지만, 사용이 끝난 객체를 명시적으로 제거하지 않는다.
이 때문에 사용하지 않는 객체가 계속 메모리를 차지하면 메모리 누수가 발생할 수 있다.
이 문제를 해결하기 위해 JVM이 직접 참조되지 않는 객체를 찾아서 메모리에서 제거하게 된다.
🔁 GC 작동 원리 – Mark and Sweep
가비지 컬렉션은 대표적으로 Mark and Sweep 방식으로 작동한다.
1️⃣ Mark 단계에서는 참조되고 있는 객체들을 찾아 표시한다.
2️⃣ Sweep 단계에서는 표시되지 않은 객체들을 메모리에서 제거한다.
이 과정을 통해 사용 중인 객체와 사용하지 않는 객체를 구분하고, 필요 없는 객체를 정리한다.
⏸ Stop The World(STW)란?
GC가 실행될 때는 GC를 제외한 모든 스레드의 작업이 중단된다.
이 현상을 Stop The World라고 하며, GC가 오래 걸릴수록 전체 애플리케이션이 멈춰 있는 시간이 늘어난다.
이로 인해 사용자 경험에 영향을 줄 수 있기 때문에 GC의 성능과 방식이 매우 중요하다.
🔀 GC의 종류 (Heap 기준)
| 구분 | 대상 영역 | 특징 |
|---|---|---|
| Minor GC | Young 영역 (Eden + Survivor) | 새로 생성된 객체를 대상으로 자주 발생하며, 작고 빠르다. |
| Major GC (Full GC) | Old 영역 | 오래 살아남은 객체를 대상으로 발생하며, 느리고 무겁다. Stop The World 시간이 길다. |
🔥 JVM Heap 구조와 GC 발생 위치
Heap
├── Young (Eden + Survivor)
│ └─ Minor GC 발생
├── Old
│ └─ Major GC (Full GC) 발생🧠 Minor GC란?
Minor GC는 Young 영역에서 발생하는 GC이다.
새로 생성된 객체는 Eden 영역에 저장되며, 대부분의 객체는 짧은 생명주기를 가지므로 이 영역에서 금방 제거된다.
살아남은 객체는 Survivor 영역으로 이동하며, 여러 번 GC를 통과하면 Old 영역으로 이동하게 된다.
Minor GC는 속도가 빠르고 자주 발생하기 때문에 일반적인 앱 성능에 큰 영향을 주지 않는다.
🧨 Major GC란?
Major GC는 Old 영역에서 발생하는 GC이다.
여러 번 Minor GC를 통과해 살아남은 객체들이 모인 Old 영역은 구조가 크고 복잡하다.
Major GC는 Old 영역 전체를 스캔하고 참조되지 않는 객체를 제거하며, 압축(Compaction) 작업까지 수행한다.
이 때문에 실행 시간이 길고 Stop The World 시간도 길어져 시스템에 영향을 줄 수 있다.
⚠️ Major GC가 느린 이유
| 이유 | 설명 |
|---|---|
| Old 영역이 큼 | 살아남은 객체들이 많아 탐색해야 할 범위가 넓다. |
| 압축 작업 존재 | 객체를 제거한 뒤, 남은 객체를 모아 빈 공간을 정리해야 한다. |
| Stop The World 발생 | GC가 실행되는 동안 모든 스레드가 멈추기 때문에 시간 지연이 크다. |
| 구조가 복잡함 | Minor GC보다 작업량이 많고 복잡한 구조를 가진다. |
📌 요약
- 가비지 컬렉션은 참조되지 않는 객체를 자동으로 제거하는 JVM의 메모리 관리 방식이다.
- Mark → Sweep 방식으로 작동하며, GC 실행 중에는 Stop The World가 발생한다.
- Minor GC는 Young 영역, Major GC는 Old 영역에서 발생하며, Major GC는 더 느리고 무겁다.
- GC는 시스템 안정성과 성능에 직결되는 중요한 요소이므로 동작 원리를 정확히 이해하는 것이 필요하다.
