[Java] 가비지 컬렉터 (Garbage Collector)
들어가면서
본격적으로 가비지 컬렉터에 대해서 얘기하기 전에 아래 내용을 이해해야 한다.
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public class Main {
public static void main(String[] args) {
String a = new String("apple");
String b = new String("banana");
a = b;
}
}
위와 같은 코드가 있을 때, 메모리 상황은 아래와 같이 표현할 수 있다. new 키워드로 생성된 인스턴스는 Heap에 저장되고, 스택에는 레퍼런스만 저장된다.
String a = new String("apple");
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String b = new String("banana");
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a = b;
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Heap 메모리에서 "apple"에 대한 레퍼런스가 없다. "apple"은 가비지가 되었고, 가비지 컬렉터는 이런 것들을 수집할 것이다.
Garbage Collector
가비지 컬렉터는 JVM의 실행 엔진 중 한 요소이다. 더이상 참조되지 않는 메모리를 가비지(garbage)라고 하며, 이들을 청소하는 역할을 한다. C 언어를 해봤다면 동적으로 할당받은 메모리를 free()를 통해 해제하는 과정이 필요하다는 것을 알 것이다. Java에서는 그것을 가비지 컬렉터가 알아서 한다.
Heap
가비지 컬렉터의 대상은 Heap 메모리이다. Heap 메모리는 아래와 같은 구조로 나뉘어 진다.
참고했던 oracle 문서에 따르면 Permanent generation도 존재하지만, java 8부터는 Metaspace로 대체되면서 없어졌다.
Process
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새로운 객체는 Eden space에 배치된다. 처음에는 S0, S1 모두 비어있다.
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Eden space가 가득차면 minor garbage collection이 발생한다.
2-1. minor garbage collection은 항상 Stop the world 이벤트를 발생시킨다. 이 작업을 마칠 때까지 모든 쓰레드가 멈춤을 의미한다.
2-2. 참조되지 않는 객체를 마크하고 삭제한다. (mark and sweep)
2-3. 참조되는 객체는 S0(survivor space)로 옮겨진다.
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이후에 다시 Eden space가 가득차면, minor garbage collection이 발생한다.
3-1. Eden space에서 참조되지 않는 객체를 삭제하고, 참조되는 객체는 S1(survivor space)으로 옮겨진다.
3-2. S0에서 참조되지 않는 객체를 삭제하고, 참조되는 객체는 age가 증가하면서 S1으로 옮겨진다.
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이후에 다시 Eden space가 가득차면, minor garbage collection이 발생한다.
4-1. 참조되는 객체는 S0으로 이동하고, S1이 비워진다.
4-2. 같은 과정이 반복되며, 계속해서 비워지는 survivor space가 바뀌는 것을 알 수 있다.
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자주 참조되는 객체는 survivor space를 오가면서 age가 증가하는데, 특정 이상의 age를 가지는 객체는 Old generation으로 이동한다. 이를 Promotion이라 한다.
5-1. Old generation은 Tenured generation이라 불리기도 한다
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Old generation까지 가득차면 major garbage collection이 발생한다.
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