JVM GC(Garbage Collector) 구조

GC (Garbage Collector)

JVM에는 메모리를 자동으로 관리해주는 특징이 있는데, 이 역할을 Garbage Collector(가비지 콜렉터)이 한다.

• 정확히는 JVM 메모리 중 Heap 영역에서 사용하지 않는 객체를 삭제하여 관리해줌

 

Stop The World

GC에는 stop-the-world 라는 것이 존재하여, 메모리가 관리되는 동안 Java Application이 멈추는 현상을 말한다.

• stop-the-world가 발생하는 동안 GC 스레드를 제외한 모든 스레드가 멈춤

stop-the-world가 발생하는 시간이 줄이기 위해 JVM 튜닝을 하곤하는데, 튜닝을 위해서는 JVM GC에 대해 살펴볼 필요가 있다.

 

일반적인 GC 구조

일반적인 GC 구조는 Young Generation과 Old Generation으로 나눠진다.

• 일반적이라는 말을 쓴 이유는 JVM GC 종류 중 G1GC는 아래 구조와 다른 구조를 가지기 때문
• G1GC는 young, old, survivor 영역이 2차원 바둑판 형태로 부분적으로 나눠져있는 구조를 가짐

일반적인 GC 구조

Permanent Generation은 Java 8 이상부터는 제거되었기 때문에, Young/Old Generation에 집중해서 살펴본다.

 

Young Generation

Young Generation은 크게 3가지 영역으로 나눠진다.

• Eden 영역 1개, Survivor 영역 2개
• Young 영역에서 발생하는 GC를 Minor GC라고 함

 

Eden(에덴) 영역

• 새롭게 생성된 객체가 위치하는 공간
• Eden 영역이 꽉 차면, GC가 발생하면서 Mark & Sweep 과정이 일어난다.
  • 접근할 수 없는 객체(unreachable object)가 제거 됨
• 이때, 발생하는 GC를 Minor GC라고 함
• 아직 사용중인 객체는 Survivor 영역으로 이동하며, Eden 영역은 비워진다.

 

Survivor 영역

• 또 다시 Eden 영역이 꽉 차게 되면, GC가 발생하면서 Eden과 Survivor 영역에 접근 할 수 없는 객체를 제거한다.
• 나머지 살아남은 객체는 다른 Survivor 영역으로 이동하게 된다.
• 이때, 다른 Survivor 영역으로 이동한 객체는 age 값이 증가한다.
• 계속해서 살아남은 객체들은 2개의 Survivor 영역을 이동하면서, 특정 age 값을 넘어가는 경우 Old Generation으로 이동하게 된다.
  • 이 과정을 promotion이라고 함

 

Old Generation

Young 영역보다 크기 때문에 GC가 적게 발생하고, 시간은 오래걸린다.

• 크기가 크니깐 그만큼 객체를 더 많이 가질 수 있기 때문에 꽉 차는데 오래걸림. 반대로 제거할때는 오래걸림

 

Old 영역에서 발생하는 GC를 Major GC라고 함

 

Young 영역의 Survivor 영역에서 살아남은 객체들이 Old Generation에 위치하게 된다.

 

Permanent Generation

Permanent 영역은 Java8부터는 사라지고, Mataspace 영역으로 전환되었다.

 

Java 7

<----- Java Heap -----> <-- Perm --> <--- Native Memory --->
+------+----+----+-----+-----------+--------+--------------+
| Eden | S0 | S1 | Old | Permanent | C Heap | Thread Stack |
+------+----+----+-----+-----------+--------+--------------+
      
S0: Survivor 0
S1: Survivor 1

 

Java 8+

<----- Java Heap -----> <--------- Native Memory --------->
+------+----+----+-----+-----------+--------+--------------+
| Eden | S0 | S1 | Old | Metaspace | C Heap | Thread Stack |
+------+----+----+-----+-----------+--------+--------------+

 

GC 종류와 상세한 동작 과정은 아래 내용 참고

2021/03/07 - [Language/JAVA] - JVM GC 동작 순서와 GC 종류(Serial / Parallel / CMS / G1 GC )

JVM GC 동작 순서와 GC 종류(Serial / Parallel / CMS / G1 GC )

 

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2021/03/07 - [Language/JAVA] - JVM 메모리 (Runtime Data Area)

JVM 메모리 (Runtime Data Area)