Garbage Collection in Java

 

가비지 콜렉션이란?

힙에 있는 안 쓰는 객체들을 자바가 알아서 청소해 주는 것이라고 알고 있었는데 검색을 해보니...... 이렇게 쉽게 끝낼 수 있는 GC가 아니었다..😥

 

Garbage Collection이란?

가비지 컬렉션은 참조(reference)되지 않는 객체들을 정리해 줘서 RAM의 메모리를 확보한다. 정확히는 Heap 영역인데, 모든 객체는 Heap에 생성되기 때문이다. 

 

자바 애플리케이션을 튜닝할 때 고려해야 할 사항으로 두 가지가 있는데 첫 번째로는 Responsiveness, 두 번째는 Throughput이다. 설명을 하자면, Responsiveness는 얼마나 빠른 시간 안에 요청한 데이터에 대해 애플리케이션이 응답하는가이고 Throughput은 주어진 시간 내에 처리할 수 있는 양에 초점을 맞추고 있어 빠른 응답 시간은 중요 고려 대상이 아니다.  

 

가비지 콜렉터의 기본 동작방식

1. Marking : 가비지 콜렉터가 사용되고 있는 메모리와 사용되지 않는 메모리를 구분하는 단계 (시간이 많이 소요됨)

 

2. Normal Deletion : 미참조 객체 삭제

3. Deletion with Compacting : Normal Deletion에서 성능을 좀 더 개선한 것으로 아직 살아있는 있는 객체를 한 곳으로(빈 공간이 없도록) 모은다. 이 경우, 새로운 메모리를 할당하는 것이 노멀보다 훨씬 더 쉽고 빠르다. 

 

첫 번째 단계 Marking에서 모든 객체를 다 확인하는 것은 시간이 많이 소요되며 비효율적이다. 이를 개선하기 위해 JVM은 대다수의 객체의 수명은 짧다는 사실에 근거하여 힙의 구조를 다음과 같이 나누었다. 

Young Generation : 새로운 객체가 저장됨. 공간이 다 차면 minor gc 발생

Stop the World Event : minor gc가 끝날 때까지 쓰레드가 멈춤. -> 성능이 떨어짐

Old Generation : 오래된 객체 저장. -> 공간이 필요할 경우 major gc 발생

Permanent Generation : JVM이 필요한 메타데이터 저장 

- JDK 8부터는 메타데이터를 Metaspace에 저장함

 

 

The Generational Garbage Collection Process

1. 새로운 객체는 에덴 영역에 저장됨
2. 에덴 영역이 다 차면 minor gc 발생
3. 참조 중인 객체는 S0로 이동, 참조가 없는 객체는 삭제됨
4. 다음 minor gc에서는 에덴에서 살아남은 객체들이 S1로 이동. S0에 있던 참조 중인 객체들은 나이가 증가하고 S1로 이동. 살아남은 모든 객체가 S1로 이동하면 에덴과 S0 삭제
5. 1~4를 반복하다가 객체의 나이가 특정 threshold에 도달하면 young generation에서 old generation으로 이동

 

GC 종류

The Serial GC : CPU 코어가 하나만 있을 때 사용 

The Parallel GC : young generation gc를 수행하기 위해 멀티플 쓰레드 사용 

G1 GC : 2차원 형태로 일정 크기의 region으로 구분

 

 

// TODO

Heapdump

Scouter (APM)

 

 

 

 

 

 

 

참고자료

https://www.oracle.com/webfolder/technetwork/tutorials/obe/java/gc01/index.html

https://d2.naver.com/helloworld/1329

https://d2.naver.com/helloworld/329631

https://www.youtube.com/watch?v=v1gb397uFC4&t=4s 

w3schools java thread