JVM 메모리와 garbage collection은 어떻게 동작합니까?

Question

Accepted Answer

JVM은 **메모리를 자동으로 관리합니다** — 객체를 할당하고 도달 불가능한 것을 **garbage collection(GC)**을 통해 해제합니다 — 따라서 수동으로 메모리를 해제하지 않습니다. 메모리 영역과 GC 동작을 이해하는 것은 성능을 튜닝하고 메모리 문제를 진단하는 핵심입니다. ## JVM 메모리 영역 ```text HEAP — 모든 객체가 사는 곳 (thread 간 공유), GC 가 여기서 작동 ├── Young Generation — 새 객체 (대부분 일찍 죽음) │ ├── Eden — 새 할당이 여기로 감 │ └── Survivor — young GC 에서 살아남은 객체 └── Old (Tenured) Gen — 오래 사는 객체 (young 에서 승격됨) STACK — thread 별; 메서드 프레임, 지역 변수, 기본형 지역, 참조 Metaspace — 클래스 메타데이터 (Java 8+ 에서 PermGen 을 대체) ``` 객체는 **heap**에 살고, 지역 변수와 참조는 thread별 **stack**에 삽니다. GC는 heap에 집중합니다. ## 세대 가설(generational hypothesis) ```text 관찰: 대부분의 객체는 일찍 죽는다 (단명). → GC 가 heap 을 세대로 나누고 young 세대는 자주 수집하며 (저렴, 빠름) old 세대는 드물게 수집함 (비쌈). ``` ## GC 동작 방식: mark and sweep ```text 1. MARK — GC root (스택 참조, static 필드) 에서 시작하여 모든 도달 가능한 객체를 표시 2. SWEEP — 표시되지 않은 (도달 불가능한) 객체의 메모리를 회수 3. COMPACT— (흔히) 살아남은 객체를 모아 단편화를 줄임 ``` 객체는 어떤 GC root에서도 더 이상 **도달 가능**하지 않을 때 garbage입니다. 여러분이 해제하지 않습니다 — GC가 찾아서 회수합니다. ## Minor 대 Major GC ```text Minor GC — Young Generation 을 수집; 잦음, 빠름, 짧은 일시 정지 Major/Full GC — Old Generation (과 그 이상) 을 수집; 드묾, 더 긴 일시 정지 → 긴 Full GC 일시 정지 ("stop-the-world") 는 흔한 성능 우려 사항 ``` ## GC 알고리즘 (워크로드별로 선택) ```text G1 GC (기본값, Java 9+) — 균형적, 예측 가능한 일시 정지 시간, 좋은 범용 선택 Parallel GC — 최대 처리량 (배치 작업), 더 긴 일시 정지 허용 ZGC / Shenandoah — 큰 heap 에 대한 매우 낮은 일시 정지 시간 (지연 민감 앱) ``` ## 메모리 누수는 (GC 에도 불구하고) 여전히 발생한다 ```java // ❌ 누수: 계속 커지기만 하는 static 컬렉션이 객체를 영원히 도달 가능하게 유지 static List

JVM 메모리 영역

세대 가설(generational hypothesis)

GC 동작 방식: mark and sweep

Minor 대 Major GC

GC 알고리즘 (워크로드별로 선택)

메모리 누수는 (GC 에도 불구하고) 여전히 발생한다

왜 중요한가