JVM GC

[skarltjr]

1. JVM GC란

불필요한 메모리를 알아서 정리

2. gc의 동작순서

기본적으로 gc는 jvm memory의 heap area영역에서 작동

1. heap영역에 존재하는 객체들에 대해 접근 가능한지 확인
2. GC root부터 시작하여 참조값을 따라가며 접근 가능한 객체들에 대해 Mark
3. Mark되지않은, 즉 접근할 수 없는,제거된 객체를 메모리에서 제거한다.

2-2. 영역

- young :
-  old전까지의 영역(eden~sevior )으로 새롭게 생성한 객체의 대부분이 이곳에 위치.
- 대부분의 객체가 금방 접근 불가능상태(삭제)되기 때문에 보통 young영역에 생성-사라진다.
- young 영역에서 객체가 사라질때 minor Gc가 발생한다고한다

- old : 
- 접근 불가능 상태로 되지 않아 young영역에 살아남은 객체가 이곳으로 복사 
- 즉 새로 생성되고 오랫동안 삭제되지않고 살아있는 객체들이 old영역으로 이동
- young 영역보다 크게 할당하며 gc가 적게 발생
- major gc

3. GC의 종류

3-1. Serial GC

• 가장 단순한 방식의 GC로 싱글 스레드로 작동
• mark-sweep-compact 알고리즘을 사용
• 매우 느리다.

3-2. Parallel GC

• java8의 디폴트GC
• 멀티 스레드 방식을 사용하기 때문에 serial gc에 비해 stop th world시간이 짧다
• young영역에서만 멀티스레드방식 !!!
• 

3-3. parallel old gc

• parallel gc가 young 영역에 대해서만 멀티스레드 방식을 사용했다면 여기서는 old영역까지 멀티스레드로 동작

3-4. CMS GC

• stop the world로 자바 애플리케이션이 멈추는 현상을 줄이고자 만든 GC
• 총 4단계의 작업으로 진행된다.
• 
• 1. initial mark

     클래스 로더에서 가장 가까운 객체 중 살아있는 객체만 찾는다
     따라서 멈춰있는 시간이 매우 짧다

• 2. concurrent mark

• 1에서 방금 살아있다고 확인한 객체에서!!! 참조하고 있는 객체를 따라가면서 확인
• 해당 단계의 특징은 다른 스레드는 작업을 수행 중. 따라서 작업 수행 & gc가 동시 수행되는

• 3. remark

     concurrent mark단계에서 새로 추가되거나 참조가 끊긴 객체를 확인

• 4. concurrent sweep

     쓰레기들을 정리. 참조할 수 없는 객체들이 차지하는 메모리 정리
     마찬가지로 다른 스레드들이 동작하는 동시에 해당 작업 수행

[skarltjr]

참고 : stop the world

GC를 실행하기 위해 JVM이 어플리케이션 실행을 멈추는 것

[skarltjr]

내가 사용하는 자바 11은 어떤 GC를 사용할까?

java 9부터는 G1GC를 디폴트로 사용한다.

G1GC

• Garbage First Garbage Collector
• 쓰레기로 가득찬 heap영역을 집중적으로 청소
• 큰 메모리 + 멀티 프로세서 시스템에서 사용하기 위해 개발된 GC
• 목표 : stop the world를 최소화하면서 처리량은 최대화
• 다만 g1gc역시 stop the world 최소화가 목표지만 완전히 없애지는 못한다

G1GC의 기본 구조

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  G1GC의 힙 레이아웃은 다른 gc들과는 조금 다르다.
  전체 heap을 굉장히 잘게 쪼개 나눠 관리한다.

• 비어있는 영역에만 새로운 객체가 들어간다.

• 쓰레기가 꽉 찬 영역을 우선적으로 청소한다.

• 꽉 찬 영역에서 만약 ⭐️여전히 살아있는 객체가 있다면 이 객체를 다른 비어있는 영역으로 옮기고 꽉 찬 영역을 청소한다.

• 앞서 객체를 옮기는 과정속에서 흩어진 조각 모음의 역할도한다.

참고 :

1. 새로 생성된 객체는 빨간 영역의 Eden 영역에 할당
2. 파란색은 old영역
3. 파란색 중 큰 H영역은 매우 큰 영역을 차지하는 커다란 객체
4. 새로운 객체는 비어있는 회색 공간에 할당
5. 각 영역들은 스레드를 각각 할당하여 각 스레드가 담당한다.

G1GC의 동작방식

• g1은 두 페이즈를 번갈아가며 GC작업을 수행한다.
• 이해가 어려웠어서 쉽게 정리해보고자한다.
• young only 페이즈 : 쓰레기를 청소한다
  • Concurrent Start : 살아있는 객체들을 marking
  • Remark : 마킹을 끝내고 쓰레기 영역 해지
  • Cleanup : space-reclamation영역으로 들어갈지 판단한다.
• space-reclamation 페이즈 : 쓰레기가 찬 공간을 청소하기 전 살아있는 객체를 다른곳으로 대피시킨다.
  • 더 이상 효율적이지 않다면 청소를 위해 young only페이즈로 이동한다.
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