Garbage Collection

Garbarge Collection

GC 과정에 관심을 가잘 정도라면 규모가 일정 이상인 애플리케이션을 제작해 본 경험이 있을 것이라는 전제가 깔린다. 또한 어떤 GC 알고리즘을 선택할 것인지 고민할 수 있다는 것은 제작한 애플리케이션의 특징을 정확히 이해 했다는 반증이다.

간략하게 말하자면, GC란 Java 에서 쓰이지 않는 객체를 모아서 메모리를 관리하는 기술

가비지 컬렉션 과정

stop-the-world
- GC 를 실행하기 위해, JVM이 애플리케이션 실행을 멈추는 것.
- stop-the-word 가 발생하면 GC를 실행하는 쓰레드를 제외한 나머지 쓰레드는 모두 작업을 멈춘다. GC 작업을 완료한 후에 중단했던 작업을 다시 시작한다.
- 대개의 경우 GC 튜닝이란 이 stop-the-world 시간을 줄이는 것이다.

Java는 프로그램 코드에서 메모리를 명시적으로 지정하여 해제하지 않는다. 가끔 명시적으로 해제하려고 해당 객체를 null로 지정하거나 System.gc()를 호출하는데, null로 지정하는 것은 큰 문제가 되지 않지만, System.gc()를 호출하는 것은 시스템의 성능에 매우 큰 영향을 미친다.

Java에서는 개발자가 프로그램 코드로 메모리를 명시적으로 해제하지 않기 때문에 가비지 컬렉터가 더 이상 필요 없는 객체를 찾아 지우는 작업을 한다. C의 경우 메모리 할당 해제를 코드 상에서 처리한다.

가비지 컬렉터는 아래 두 가지 전제(?), 가설(?) 하에 만들어 졌다.

대부분의 객체는 금방 접근 불가능 상태(unreachable)가 된다.

오래된 객체에서 젊은 객체로의 참조는 아주 적게 존제한다.

이러한 가설을 ‘week generation hypothesis’ 라 한다. 이 가설의 장점을 최대한 살리기 위해 HotSpot VM에서는 크게 2개로 물리적 공간을 나누었다. 둘로 나눈 공간이 Young 영역 과 Old 영역 이다.

Young 영역 (Young Generaion 영역)
- 새롭게 생성한 객체의 대부분이 여기에 위치한다. 대부분의 객체가 금방 접근 불가능 상태 가 되기 때문에 매우 많은 객체가 Young 영역 에 생성되었다가 사라진다.
- 이 영역에서 객체가 사라질때 Minor GC 가 발생한다고 말한다.
Old 영역 (Old Generation 영역)
- 접근 불가능 상태로 되지 않아 Young 영역에서 살아남은 객체가 여기로 복사된다.
- 대부분 Young 영역보다 크게 할당하고, 크기가 큰 만큼 Young 영역보다 GC는 적게 발생한다.
- 이 영역에서 객체가 사라질 때 Major GC 혹은 Full GC 가 발생한다고 말한다.

그렇다면 “Old 영역에 있는 객체가 Young 영역의 객체를 참조하는 경우가 있을 때, 어떻게 처리될까?” 라고 궁금해 하는 분도 더러 있을 것이다. 이러한 경우를 처리하기 위해서 Old 영역에는 512바이트의 덩어리로 되어있는 카드 테이블(card table)이 존재한다.

카드 테이블에는 Old 영역에 있는 객체가 Young 영역의 객체를 참조 할 때마다 정보가 표시된다. Young 영역의 GC를 실행할 때에는 Old 영역에 있는 모든 객체의 참조를 확인하지 않고, 이 카드 테이블만 뒤져서 GC 대상인지 식별한다.