1. 개념

Java에서는 개발자가 프로그램 코드로 메모리를 명시적으로 해제하지 않기 때문에 가비지 컬렉터(Garbage Collector)가 더 이상 필요 없는 (쓰레기) 객체를 찾아 지우는 작업 수행


2. GC의 두 가지 전제 조건

  • 대부분의 객체는 금방 접근 불가능 상태(unreachable)가 된다.
  • 오래된 객체에서 젊은 객체로의 참조는 아주 적게 존재한다.


3. 영역 구분

  • Young 영역
    • 자바 객체의 대부분이 생성될 때 저장되는 공간(너무 커서 이 영역에 들어갈 수 없는 객체는 더 윗 세대(?)로 들어간다)
    • 시간이 지나 우선순위가 낮아지면 Old 영역으로 옮겨진다. 이 영역에서 객체가 사라질 때 Minor GC가 발생
    • 세부 영역
      • Eden 영역
      • Survivor 영역(2개)
  • Old 영역
    • Young 영역에서 저장되었던 객체 중에 오래된 객체가 이동되어 저장되는 영역
    • 이 영역에서 객체가 사라질 때 Major GC(Full GC)가 발생


4. Minor GC 방식

  • 세부 과정
    • 새로 생성한 대부분의 객체는 Eden 영역에 위치
    • Eden 영역에서 GC가 한 번 발생한 후 살아남은 객체는 Survivor 영역 중 하나로 이동된다.
    • Eden 영역에서 GC가 발생하면 이미 살아남은 객체가 존재하는 Survivor 영역으로 객체가 계속 쌓인다.
    • 하나의 Survivor 영역이 가득 차게 되면 그 중에서 살아남은 객체를 다른 Survivor 영역으로 이동한다. 그리고 가득 찬 Survivor 영역은 아무 데이터도 없는 상태로 된다.
    • 이 과정을 반복하다가 계속해서 살아남아 있는 객체는 Old 영역으로 이동하게 된다.
  • Survivor 영역 중 하나는 반드시 비어 있는 상태로 남아 있어야 한다.
    • 두 Survivor 영역에 모두 데이터가 존재하거나, 두 영역 모두 사용량이 0이라면 여러분의 시스템은 정상적인 상황이 아니라고 생각하면 된다.

5 Major GC 방식

  • Serial GC
    • Young 영역에서의 GC는 위의 Minor GC 방식 사용
    • Old 영역에서의 GC는 mark-sweep-compact 방식 사용
      • mark : Old 영역에 살아 있는 객체를 식별
      • sweep : 힙(heap)의 앞 부분부터 확인하여 살아 있는 것만 남긴다
      • compaction(조각 모음) : 각 객체들이 연속되게 쌓이도록 힙의 가장 앞 부분부터 채워서 객체가 존재하는 부분과 객체가 없는 부분으로 나눈다. (Stop-the-world)
  • Parallel GC
    • Parallel GC는 Serial GC와 기본적인 알고리즘은 같지만 Parallel GC와는 다르게 GC를 처리하는 쓰레드가 여러 개인 방식
    • Throughput GC라고도 불린다.
  • Parallel Old GC
    • Young 영역에서의 GC는 Parallel GC의 방식과 동일
    • Old 영역에서의 GC는 Mark-Summary-Compaction 방식
      • Summary : GC를 수행한 영역에 대해서 별도로 살아 있는 객체를 식별한다는 점에서 Mark-Sweep-Compaction 알고리즘의 Sweep 단계와 다르며, 약간 더 복잡한 단계를 거친다

  • CMS GC

  • G1 GC
    • 전체 heap을 체스판처럼 여러 영역(Region)으로 나누고 Region에 역할(Eden, Survivor, Old)이 동적으로 부여되는 상태
      • 세부 과정
        • 비어 있는 영역에만 새로운 객체가 들어간다.
        • 쓰레기가 쌓여 꽉 찬 영역을 우선적으로 청소한다.
        • 꽉 찬 영역에서 라이브 객체를 다른 영역으로 옮기고, 꽉 찬 영역은 깨끗하게 비운다.
        • 이렇게 옮기는 과정이 조각 모음의 역할도 한다.
      • 일시 정지 시간을 줄이기 위해 병렬로 GC 작업을 한다. 각각의 스레드가 자신만의 영역을 잡고 작업하는 방식
        • 일시 정지 시간을 최소화하지만, 완전히 없애지는 못하기 때문에, 실시간(real-time) GC가 아니다.

6 버전 별 default GC 방식

  • JDK 8 까지 default GC는 parallel GC
  • JDK 9 이후의 default GC는 G1 GC

참고