가비지 컬렉터를 알아보자!

학습 목표 : 가비지 컬렉터의 역할과 동작방식을 이해해보자!

GC란?

JVM의 Heap영역에서 사용하지 않는 객체를 삭제하는 프로세스를 말한다.

자바는 managed Language로써, 사용자 대신 JVM안에 있는 Garbage Collector가 메모리를 자동으로 관리해주는 언어다.

GC는 객체가 수거의 대상인지 판별하기 위해 reachability라는 개념을 사용한다.

아래 그림과 같이 객체들은 참조 사슬을 이루는데, 유요한 참조 여부를 파악하려면 ‘항상 유효한 최초의 참조’가 있어야한다. 이를 객체 참조의 Root Set이라고 한다.

GC roots가 되는 조건
1. stack 영역에 있는 지역변수, 메서드의 파라미터 등등
2. method영역에 있는 변수들, static 데이터들 (ClassLoader에 의해 로드된 것들)
3. JNI(Java Native Interface)에 의해 생성된 객체들

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mark & sweep (compact)

필요한 것을 mark하고 나머지 것들은 sweep해서 제거하는 방식이다. (알고리즘에 따라 compact까지 한싸이클로 동작한다.)
- mark : GC root로부터 모든 변수를 스캔하며 참조된 것들을 체크해둔다. (식별과정)
- sweep : 마크되지 않은 unreachable한 객체를 heap영역에서 제거한다.
- compact : sweep후에 흩어져있는 객체들을 heap의 시작주소로 모아서 메모리의 단편화를 막아준다. (메모리가 할당된 부분과 그렇지 않은 부분을 구분해놓는다)
reference counting (참조 카운팅)

한 요소가 다른 요소에게 참조 되는 횟수를 세어서 더이상 참조되지 않는 것들을 제거하는 방식이다.

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새로운 객체가 만들어지면 → Eden 영역에 할당된다.(survivor 영역은 둘다 빈 상태로 시작한다)
Eden영역이 다 채워지면 → minor GC가 발생되어 → Eden영역이 청소된다. (Unreferenced 객체들 제거)
Eden에서 살아남은 객체들(Referenced) → age가 +1되며 servivor영역에 할당된다.
이후에 다시 Eden영역이 차면 → minor GC가 발생되어 → 객체가 있는 Eden과 Survivor영역이 청소된다.
마찬가지로, 살아남은 객체들은 → age가 +1되며 다른 servivor영역에 할당된다.
1~5번이 반복되어 객체의 age가 특정 숫자 이상이되면(여기에선 8) → Old Generation영역에 할당된다. (Tenured)
- Promotion : Young Generation에서 살아남은 객체들이 Old Generation영역으로 할당되는 것
이런 과정들이 반복되어 Old 영역도 다 채워지면 → major GC가 발생하여 → Old영역의 Unreferenced된 객체를 삭제한다.