[JAVA] Garbage Collection

JVM

jvm은 OS로부터 java application이 필요로 하는 메모리 영역을 할당 받음.

해당 메모리 영역을 효율적으로 사용하기 위해서 관리하는 역할 수행.

메모리 관리 시 Garbage Collection을 수행.

(OS로부터 할당받은 메모리 영역 = Runtime Data Area)

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Garbage Collection (GC)

Runtime Data Area 중 Heap 메모리 영역에 사용하지 않는 자원을 메모리에서 삭제 하는 작업. (자원=객체)

Runtime Data Area 구조

 

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Heap 영역 구조

Heap 메모리 영역 구조

• Yong Generation 영역 : 생명주기가 짧은 객체 존재 세부적으로 아래 두 영역으로 구분

  • Eden : 객체가 최초 생성되면 보관되는 영역

  • Supervisor(from, to) : MinorGC 시 Eden 영역과 함께 비교되어 사용되는 영역

• Old Generation : 생명주기가 긴 객체 존재 (GC 되지 않고 오랫동안 살아남은 객체)

• Permanent Generation : java application을 실행할때 클래스와 메타데이터를 저장하는 영역 (java 8부터는 MetaSpcae 영역으로 대체)

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GC 종류

• minor GC 

  • heap 영역 중 young 영역에서 수행하는 GC.

1. 최초 객체 생성 시 Eden 영역에 적재

2. Eden 영역을 어느정도 사용하여 GC 발생 시 비어있는 Supervisor 영역(from)으로 이동

3. Supervisor 영역(from)에 계속 적재가 되어 더 이상 적재가 불가능할 때 GC 발생 이때는 Eden 영역과 Supervisor 영역(from)에 객체를 다른 Supervisor 영역(to)에 적재

4. 이러한 과정(1~3)을 반복해서 계속 살아 남은 객체는 old 영역으로 이동

• major GC

  • heap 영역 중 old 영역에서 수행하는 GC

  • minor GC 실패시 수행

  • GC 알고리즘에 따라서 방법 다르지만 객체의 생사 여부를 체크(객체 참조 여부)하여 죽은 객체들은 삭제 처리. (Mark and Sweep)

• Full GC

  • minor GC와 major GC 모두 더 이상 수행이 불가한 경우 발생하는 GC

  • young 영역과 old 영역 모두 GC 처리.
    

  • Full GC가 수행되는 경우  application Thread는 멈추게 됨.(Stop and World)

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GC 대상

• 객체 참조가 null 인 경우

• 객체가 블럭 내에서 생성되고 해당 블럭이 종료되었을 경우

• 부모 객체가 null이 된 경우, 자식 및 포함된 객체

• 약한 참조(Weak Reference)만 가지고 있는 경우

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JAVA 메모리 누수 방지 코딩

• 객체 사용 후 null 할당

//객체 생성
List<Object> list = new ArrayList<Object>();
 
//list 객체 사용
...
 
//객체 사용 완료 후 null 부여
list = null;
 

• String 객체 대신 StringBuffer 대체 사용

/*
    String 객체 += 연산자 사용시
    100개의 String 객체가 생성됨
*/
 
String str = "test";
 
for(int i =0; i<100; i++){
    str += ".";
}
 
//=======================================
 
/*
    StringBuffer 사용 시
    하나의 StringBuffer 객체에 작업 수행
*/
 
StringBuffer strBf = new StringBuffer();
 
strBf.append("test");
 
for(int i =0; i<100; i++){
    strBf.append(".");
}

• 자원 반납

    FileInputStream fis = null;
    try{
         fis = new FileInputStream("");
    }catch(IOException e){
 
    }finally {
        try {
            fis.close(); // 자원 사용 후 반납 ★★★★★
        }catch (IOException ie){
            
        }
    }
 

• static 변수 사용 최소

  • static 변수는 메모리 영역 중 static 영역에 생성되어 GC관리 영역을 벗어남.

  • static 변수는 프로그램이 종료될 때 해제됨.

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마치며

Full GC 발생 시 application Thread 작업이 중단이 되어 application 성능 저하의 원인이 되기 때문에 GC 발생 빈도를 줄이는 코딩 습관과 적절한 GC 방식 선택이 필요.