[JVM 밑바닥까지 파헤치기] 3-2. 가비지 컬렉터와 메모리 할당 전략: 가비지 컬렉션

저우즈밍 님의 "JVM 밑바닥까지 파헤치기" 책을 정리한 포스팅 입니다.

 

1. 세대 단위 컬렉션 이론

• 객체들을 나이에 따라 각기 다른 영역에 할당
• ✅ 죽을 운명인 객체들을 한데 모음
• ✅ 살아남을 객체를 나이가 있는 곳의 영역에 유지

 

가설

가설 이름	설명	주요 전략 / 효과
약한 세대 가설	대부분 객체는 금방 사라진다	- Young GC를 자주 실행 - 빠른 회수로 공간 확보
강한 세대 가설	오래 살아남은 객체는 더 오래 생존할 가능성이 높다	- 일정 생존 횟수 넘기면 Old 영역으로 승격 - Old GC는 드물게 실행
세대 간 참조 가설	대부분은 같은 세대끼리 참조함 (세대 간 참조는 드뭄)	- 세대 간 참조만 추적 (Remembered Set 사용) - 구세대를 전체 스캔하지 않음

 

2. GC

Stop-the-World

• GC를 수행하는 동안, 애플리케이션의 모든 스레드를 잠깐 멈추는 것
• GC 작업을 수행함 (Mark, Copy, Sweep , Compact 등을 수행함)
• ✅ 스레드가 멈춰야 안전한 상태에서 메모리 정렬을 할 수 있으므로 모든 스레드가 일시 정지됨

 

종류

GC 종류	대상 영역	발생 조건	주요 특징 및 영향
Minor GC (Young GC)	Young Generation	Eden 또는 Survivor 영역이 꽉 찼을 떄	- 매우 빠름 - 자주 발생
Major GC (Old GC)	Old Generation	Old 영역이 꽉 찼을 때	- 느림 - 비용 큼 (객체가 많음)
Full GC	전체 (Young + Old + Metaspace)	명시적 호출 (System.gc()) 또는 메모리 압박	- 가장 느림 (서비스에 큰 지연)

 

3. GC 알고리즘

Mark-Copy (Young Generation)

• Young Generation에서 여러 구역으로 나누고, 도달 가능한 객체만 다른 공간으로 복사하고 기존 공간은 비워버리는 방식
• ✅ 메모리 단편화 없음

항목	세미 스페이스 복사	아펠 스타일 (HotSpot 표준)
대상	Young	Young (Old와 연계)
구조	From / To	Eden + Survivor1 + Survivor2
동작	살아남은 객체를 To로 복사	Eden → Survivor → Old 승격
승격	❌	일정 생존 횟수 초과 시 Old
장점	구조 단순	메모리 낭비 감소 세대 전략 적용
단점	메모리 절반 사용	구조 복잡

 

Mark-Sweep & Mark-Compact (Old Generation)

• 도달 가능한 객체를 표시하고, 나머지는 다 제거

항목	Mark-Sweep	Mark-Compact
작동 방식	Mark → Sweep (삭제)	Mark → Compact (압축 이동)
단편화	✅	❌
장점	구현 단순	연속 메모리 확보
단점	단편화 문제	객체 이동 비용 큼, STW 시간 김