가비지 컬렉터(Garbage Collector)

YJ·2025년 7월 20일

가비지 컬렉터란?

자바의 메모리 관리 방법 중의 하나로 JVM(자바 가상 머신)의 Heap 영역에서 동적으로 할당했던 메모리 중 필요 없게 된 메모리 객체(Garbage)를 모아 주기적으로 제거하는 프로세스
줄여서 GC라고도 한다.

C, C++ 등의 프로그래밍 언어는 가비지 컬렉터가 존재하지 않아 프로그래머가 free()와 같은 함수를 사용해서 수동으로 메모리 할당과 해제를 일일이 진행했어야 했다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int)); // 동적 메모리 할당
    if (ptr == NULL) return 1;

    *ptr = 100;
    printf("값: %d\n", *ptr);

    free(ptr); // 메모리 해제
    return 0;
}

이런식으로 malloc으로 메모리를 할당한 후 free로 수동 해제가 필요했다.

하지만 Java, C# 등의 언어는 처음부터 가비지 컬렉터가 존재하여 프로그래머가 동적으로 할당한 메모리 영역의 전체를 완벽하게 관리할 필요가 없어졌다. 이로 인해 버그를 줄이거나 막을 수 있음!

장점

관리되는 힙에 효율적으로 개체를 할당한다.
더 이상 사용되지 않는 개체를 회수하고 이러한 개체의 메모리를 비워 이후 할당에서 이 메모리를 사용할 수 있도록 한다. 관리되는 개체는 자동으로 시작을 위한 정리된 콘텐츠를 받으므로 개체의 생성자가 모든 데이터 필드를 초기화할 필요가 없다.
개체가 다른 개체에 할당된 메모리를 자체적으로 사용할 수 없도록 하여 메모리 안전성을 제공한다.

하지만 단점도 존재한다.

단점

개발자는 메모리가 언제 해제되었는지 정확하게 알 수 없다.
GC가 동작하는 동안 다른 동작을 멈추기 때문에 오버헤드가 발생한다.
너무 자주 동작한다면 소프트웨어 성능 하락의 문제가 발생할 수도 있다.

GC 대상

가비지 컬렉션은 특정 객체가 garbage인지 아닌지 판단하기 위해서 도달성, 도달능력이라는 개념을 적용한다.
어떠한 변수에도 참조(reference)되지 않는 객체는 GC의 대상인데, 이를 도달할 수 없는 객체(Unreachable Object)라고 한다.

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        String a = new String("hello");
        a = null;  // "hello"는 이제 누구도 참조하지 않음 → GC 대상
    }
}