주요 용어

• GC(Garbage Collection) : JVM이 더 이상 사용(참조)되지 않는 객체를 자동으로 메모리에서 제거해주는 기능
• 처리량(Throughput)
  • Garbage Collection(이하 GC)에 소요되지 않은 시간(백분율)
  • 특정 기간 동안 애플리케이션의 작업량을 극대화하는 데 중점을 둔다.
  • 처리량 측정 방법의 예는 다음과 같다
    • 주어진 시간 내에 완료된 트랜잭션의 수
    • 배치 프로그램이 한 시간 안에 완료할 수 있는 작업의 수
    • 1시간 안에 완료할 수 있는 데이터베이스 쿼리의 수
• 일시 정지(Pauses)
  • 애플리케이션이 GC로 인해 아무런 응답을 주지 않을 때
• 힙(Heap)
  • 자바 객체가 저장되는 메모리 영역
  • GC의 주요 대상
• Stop the World(STW) 이벤트
  • GC를 수행하거나 특정 작업을 위해, 모든 실행 중인 애플리케이션의 스레드를 일시 정지 시키는 것
  • 이 때는 GC 관련 스레드만 작동하고, 그 외의 모든 사용자 스레드는 멈춰 있다.
  • 대표적인 STW 이벤트 발생 상황은 다음과 같다
    • Minor GC
    • Major/Full GC
    • Class Loading
    • JIT 컴파일
    • Heap Dump
    • System.gc() 호출
• Reachability(도달성, 도달능력)
  • 객체에 참조가 있다면 Reachable로 구분, 객체에 유효한 참조가 없다면 Unreachable로 구분하고 수거한다.

JVM Heap Memory

Young Generation

• 새로운 객체는 Young Generation(이하 YG)에 할당된다.

• Minor GC는 YG에서 발생한다.

  • Minor GC는 YG가 가득 찼을 때 발생하며, 참조되지 않는 (죽은) 모든 객체는 YG에서 정리된다.
  • 정리되지 않은 일부 객체는 YG에 남아 노화되며, Old Generation(이하 OG)로 이동한다.

  Eden

  • 신규 객체 대부분이 생성되는 공간
  • 대부분의 객체는 Eden에 생성된 뒤, 살아남는다면 Survivor 영역으로 이동한다.
  • Eden 영역이 가득 차면 Minor GC가 발생하며, 살아있는 객체를 Survivor 영역으로 이동시키고 나머지는 제거된다
  • Eden → S0 또는 S1로 이동

  S0 (Survivor Space 0)

  • Eden 에서 살아남은 객체들이 임시로 옮겨지는 공간
  • 한 번 GC를 통과한 객체들이 저장된다
  • S0 → S1 로 반복해서 살아남을 경우, 객체의 age가 증가한다
  • 일정 age(HotSpot JVM 기준 15) 을 넘으면 Old Generation 으로 승격(Promotion) 된다 ]
    • age 값
      • Survivor 영역에서 객체가 살아남은 횟수를 의미하는 값이며, Object Header에 기록된다

  S1 (Survivor Space 1)

  • S0과 마찬가지로 Survivor 공간이지만, GC 시마다 S0 ↔ S1 역할이 바뀐다
  • GC 시점에 하나는 from 공간(현재 살아있는 객체가 있는 공간), 다른 하나는 to 공간(살아남은 객체를 복사해 넣는 공간)으로 사용된다.

Old(Tenured) Generation

• OG은 오랫동안 살아남은 오래된 객체를 저장하는 데 사용된다
• Major GC가 발생한다
• JVM Heap에서 Major GC는 모든 활성 객체를 포함하기에 Minor GC보다 훨씬 느리다
• Young 영역보다 크게 할당되며, 영역의 크기가 큰 만큼 GC는 적게 발생한다

Permanet Generation(until Java 7)

• Permanet Generation(이하 PG) 에는 JVM 에서 애플리케이션에 사용되는 클래스와 메서드를 설명하는 데 필요한 메타데이터가 들어있다.