Garbage Collector (GC)
GC란?
- GC란 메모리 관리를 위해 힙 영역에서 더 이상 사용하지 않는 객체를 메모리에서 제거하는 것이다.
GC의 동작 원리
- JVM에서 GC의 스케쥴링을 담당하여 자바 개발자에게 메모리 관리의 부담을 덜어준다.
- 데몬스레드로 돌며 더 이상 사용하지 않는 객체들을 메모리에서 제거한다.
- 메모리 영역 중 힙 영역에서 참조되지 않는 객체를 제거한다.
- 메모리 영역에 관한 정보는 JVM과 메모리 구조 참조
GC가 발생한는 Heap 영역에 대해 알아보자
- Young Generation
- Eden
- 새로 생성된 객체들이 위치한다.
- Minor GC 발생
- Survivor 1, 2
- Eden 영역에서 GC 후 살아남은 객체들이 위치한다.
- Minor GC 발생 (1, 2 영역을 여러번 오가며 GC 가 발생한다.)
- Eden
- Old Generation
- Survivor 영역에서 GC 후 살아남은 객체들이 위치한다. (객체의 크기가 아주 크다면 Eden 영역에서 바로 넘어올 수도 있다.)
- Major GC(Full GC) 발생
GC의 방식
JDK 7 이상에서는 5 가지의 GC 방식이 존재한다.
- Serial Collector
- 하나의 CPU 사용
- 단일 스레드 환경을 위한 GC
- Young 영역과 Old 영역이 시리얼(연속적)하게 처리되는데, 이를 수행할 때 애플리케이션 수행이 정지된다. (Stop-the-world)
- Mark-sweep-compact 컬렉션 알고리즘 사용
- 표시 단계 : Old 영역으로 이동한 객체중 살아있는 객체 식별
- 스윕 단계 : Old 영역의 객체를 훑으며 불필요한 객체 식별
- 컴팩션 단계 : 필요없는 객체를 지우고 살아있는 객체를 한 곳으로 모음
- Parallel Collector
- 멀티 CPU 환경에서 사용
- Java 8의 기본 GC
- Mark-sweep-compact 컬렉션 알고리즘 사용
- 시리얼 컬렉터와 달리 Young 영역에서의 컬렉션을 병렬로 처리해 GC 부하를 줄인다.
- Parallel Compacting Collector
- 멀티 CPU 환경에서 사용
- Young 영역에 대한 GC는 동일하다.
- Old 영역에서의 GC
- 표시 단계 : 살아있는 객체를 식별
- 종합 단계 : 이전에 GC를 수행하여 컴팩션된 영역에 살아있는 객체 위치 조 (여러 스레드가 Old 영역을 분리해 훑는다.)
- 컴팩션 단계 : 컴팩션 수행. 수행 후에는 컴팩션된 영역과 빈 영역으로 나뉜다.
- Current Mark-Sweep(CMS) Collector
- 중단시간을 아주 짧게 하기 위해 설계된 GC
- 응용 프로그램의 스레드와 동시에 수행하여 일시 중지를 최소화
- 힙 메모리 영역의 크기가 클 때 적합
- Parallel GC보다 Full GC 처리 시간을 빠르지만,
Concurrent mode failure가 발생하면 다른 Parallel보다 느려진다.- CMS는 기본적으로 Compaction 작업을 수행하지 않기 때문에, 넣을 객체보다 큰 공간이 남아있는데도 이 공간이 연속적이지 못해 객체를 넣지 못할 수도 있다. 이 때
Concurrent mode failure이라는 경고가 발생하며 Compaction 작업이 수행된다.
- CMS는 기본적으로 Compaction 작업을 수행하지 않기 때문에, 넣을 객체보다 큰 공간이 남아있는데도 이 공간이 연속적이지 못해 객체를 넣지 못할 수도 있다. 이 때
- Young 영역에 대한 GC는 동일하다.
- Old 영역에서의 GC
- 초기 표시 단계 : 매우 짧은 대기시간으로 살아있는 객체를 찾는 단계
- 컨커런트 표시 단계 : 서버 수행과 동시에 살아있는 객체에 표시 해놓는 단계
- 재표시 단계 : 컨커런트 표시 단계를 수행하는 동안 변경된 객체에 대해 재표시하는 단계
- 컨커런트 스윕 단계 : 표시되어있는 쓰레기를 정리하는 단계
- Garbage First(G1) Collector
- 대용량 메모리 공간 (4Gb 이상)이 있는 멀티 프로세서 시스템에서 실행되는 응용 프로그램을 위해 설계
- 중단시간이 짧은 새로운 수집기로 설계, CMS보다 튜닝이 쉽다.
- JDK 7에서 처음 등장 후, JDK 9 부터 기본 GC로 사용
참조
