Garbage Collection

Minor GC

새로 생성된 대부분의 객체(Instance)는 Eden 영역에 위치한다. Eden영역에서 GC가 한 번 발생한 후 살아남은 객체는 Suvivor 영역 중 하나로 이동된다. 이 과정을 반복하다가 계속해서 살아남아 있는 객체는 일정시간 참조되고 있다는 뜻이므로 Old영역으로 이동시킨다.

Major GC

Old 영역에 있는 모든 객체들을 검사하여 참조되지 않은 객체들을 한꺼번에 삭제한다. 시간이 오래 걸리고 실행 중 프로세스가 정지된다. 이것을 'stop-the-world'라고 하는데 Major Gc가 발생하면 GC를 실행하는 스레드를 제외한 나머지 스레드는 모두 작업을 멈춘다. GC작업을 완료한 이후에야 중단했던 작업을 다시 시작한다.

가비지 컬렉션은 어떤 원리로 소명시킬 대상을 선정하는가?

알고리즘에 따라 동작 방식이 매우 다양하지만 공통적인 원리가 있다. Garbage Collector는 힙 내의 객체 중에서 가비지(Garbage)를 찾아내고 찾아낸 가비지를 처리해서 힙의 메모리를 회수한다. 참조되고있지 않은 객체(Intance)를 가비지라고 하며 객체가 가비지인지 아닌지 판단하기 위해서 reachability라는 개념을 사용한다. 어떤 힙 영역에 할당된 객체가 유효한 참조가 있으면 reachability ,없다면 unreachability 로 판단한다. 하나의 객체는 다른 객체를 참조하고, 다른 객체는 또 다른 객체를 참조할 수 있기 때문에 참조 사슬이 형성이 되는데, 이 참조 사슬 중 최초에 참조한 것을 Root Set이라고 칭한다. 힙 영역에 있는 객체들은 총 4가지에 대한 참조를 하게 된다.

• 1. 힙 내의 다른 객체에 의한 참조
• 2. Java스택, 즉 Java메서드 실행 시에 사용하는 지역변수와 파라미터들에 의한 참조
• 3. 네이티브 스택(JNI,Java Native Interface)에 의해 생성된 객체에 대한 참조
• 4. 메서드 영역의 정적 변수에 의한 참조 2,3,4는 Root Set이다. 즉 참조 사슬 중 최초에 참조한 것이다.

인스턴스가 가비지 컬렉션의 대상이 되었다고 해서 바로 소멸이 되는 것은 아니다. 빈번한 가비지 컬렉션의 실행은 시스템에 부담이 될 수 있기에 성능에 영향을 미치지 않도록 가비지 컬렉션 실행 타이밍은 별도의 알고리즘을 기반으로 계산이 되며, 이 계산결과를 기반으로 가비지 컬렉션이 수행된다.

Serial GC

Old 영역의 GC는 mark-sweep-compact 라는 알고리즘을 사용한다. 이 알고리즘의 첫 단계는 Old 영역에 살아있는 객체를 식별(Mark)하는 것이다. 그 다음에는 힙(Heap)의 앞 부분부터 확인하여 살아있는 것만 남긴다(Sweep). 마지막 단계에서는 각 객체들이 연속되게 쌓이도록 힙의 가장 앞 부분부터 채워서 객체가 존재하는 부분과 객체가 없는 부분으로 나눈다. 마지막을 Compaction이라 한다.

Parallel GC

기본적인 GC 알고리즘은 Serial GC와 동일하지만 Parallel GC는 GC를 처리하는 스레드가 여러 개라서 보다 빠른 GC를 수행할 수 있다. 메모리가 충분하고 코어의 개수가 많을 때 유리하다.

Parallel Old GC(Parallel Compacting GC)

JDK 5 update 6부터 제공한 GC방식이다. 별도로 살아있는 객체를 식별한다는 부분에서 보다 복잡한 단계로 수행된다.

• Concurrent Mark & Sweep GC(이하 CMS)
• G1(Garbage First) GC