Garbage Collection
동적으로 할당한 메모리 영역 중 사용하지 않는 영역을 탐지하여 해제하는 기능
GC 알고리즘
Reference Counting
객체들은 Heap 영역에 생성되는데 객체들이 각각 Reference Count라는 별도의 숫자를 가지고 있다. Reference count가 0이 될 경우 제거하는 방식
- reference count : 몇가지 방법으로 객체에 접근할 수 있는가
문제점
Root Space에서 접근할 수 없으나 내부 순환참조(서로가 서로를 참조)가 있어 reference count가 0이 되지 않을때 → 사용하지 않는 메모리 영역이 해제되지 못하고 메모리 누수가 발생함
Mark & Sweap
Garbage Collector가 Stack의 모든 변수를 스캔(DFS)하면서 각각 어떤 객체를 참조하고 있는지 찾아서 마킹한다. (Mark) 그 후 마킹되지 않은 객체를 Heap에서 제거한다. (Sweap)
- 참조되고 있는 객체 : Reachable
- 참조되고 있지 않은 객체 : UnReachable
메모리 파편화를 방지하기 위해 Compaction을 실시할 수 있는데 Mark & Sweep에서는 필수가 아니다.
Mark & Sweap 방식의 특징(중요!)
- Garbage Collector를 실행시키는 시점을 지정해 줘야한다.
- 어플리케이션과 Garbage Collecton이 동시에 병행된다.
JVM의 Root Space는 어디인가?
- Stack의 로컬 변수
- Method 영역에 저장된 static 변수
- Native Method stack의 C/C++로 작성된 JNI 참조
Heap 영역
Young Generation
Eden
새롭게 생성된 객체들이 할당되는 영역. Eden의 영역이 다 차게되면 Minor GC가 발생하고 Survival 영역에 번갈아가면서 살아남은(Reachable) 객체를 이동시킨다.
Survival 0, Survival 1
Survival 0 혹은 1 둘 중 하나는 무조건 비어있어야 한다.
Eden에서 Survival로, Survival에서 Survival로 영역이 다 차서 Minor GC가 발생하여 살아남은 객체가 이동할 떄는 age bit값이 1씩 증가하게 된다.
Old Generation
JVM GC에서는 일정 수준의 age-bit를 넘어가면 해당 객체를 Old Generation으로 이동시킨다.(Promotion)
Java 8에서는 Parallel GC 방식 기준 age-bit가 15가 되면 promotion 발생
Old Generation 영역이 다 차는 순간 Major GC 발생, Mark & Sweap이 진행되고 필요 없는 메모리를 비운다.
GC 실행 방식
Stop The World : GC를 실행하기 위해 JVM이 어플리케이션 실행을 멈추는 것
- Serial GC - stop the world 시간이 길다.
GC를 처리하는 스레드가 1개이다.
CPU 코어가 1개만 있을 때, Heap이 매우 작을 때 사용하는 방식
Mark-Compact collection 알고리즘 사용
- Parallel GC - Java 8의 default GC 방식
GC를 처리하는 스레드가 여러개이다.
Parallel GC는 메모리가 충분하고 코어의 개수가 많을 때 사용하면 좋다.
- Concurrent Mark Sweep GC - G1 GC가 증장하고 Deprecated
GC작업을 어플리케이션 스레드와 동시에 실행 - stop the world시간을 최소화
메모리를 많이 사용하고 Mark & Sweap 작업 이후 Compaction이 기본적으로 제공되지 않는다.
- G1(Garbage First) GC - Java 9 이상 default GC 방식
Heap을 일정 영역의 Region으로 나누어 일부는 Young Generation으로 나머지는 Old Generation으로 사용
Runtime에 G1 GC개 영역별 Region 개수 튜닝
Reference
