[Java] 자바의 가비지 컬렉션

🔍 가비지 컬렉터의 역할

자바의 가비지 컬렉터는 공통적으로 두 가지 작업을 수행한다.

1. 힙(Heap)내의 객체 중에서 가비지(Garbage)를 찾아낸다.
2. 찾아낸 가비지를 처리해서 힙의 메모리를 회수한다.

🔍 Reachability

GC는 객체가 가비지인지 판별하기 위해 reachability라는 개념을 사용한다. 만약 객체가 사용중(유효한 참조)이라면 reachable, 사용중이지 않으면 unreachable로 구별한다. 참조된 객체는 다른 객체를 참조할 수 있고 객체는 서로 다른 객체를 참조할 수 있도록 되어 있기에 참조 사슬을 이룬다. 이때, 유효한 참조 여부를 판단하기 위해 최초의 참조를 찾는다. 이를 root set이라고 한다.

힙에 있는 객체들에 대한 참조는 4가지 중 하나이다.

1. 힙 내의 다른 객체에 의한 참조
2. Java 스택 (Java 메서드 실행 시에 사용하는 지역 변수와 파리미터들에 의한 참조)
3. 네이티브 스택
4. 메서드 영역의 정적 변수에 의한 참조
   이 중 힙 내의 다른 객체에 의한 참조를 제외한 나머지 3개가 root set이며, reachability를 판단하는 기준이 된다.

Reachability

위 그림에서 root set으로부터 시작한 참조 사슬은 reachable한 객체이고, 나머지는 unreachable 객체로 GC의 대상이 된다. reachable 객체를 참조하더라도 다른 reachable 객체가 이 객체를 참조하지 않는다면 이 객체는 unreachable 객체이다.

 

🗝️ Strong Reference

일반적으로 java.lang.ref 패키지에 있는 레퍼런스 클래스를 사용하지 않으면 이는 일반적인 참조이며, 이를 strong reference라고 부른다.

MyNumber number = new MyNumber();

이 처럼 number라는 변수가 참조를 가지고 있는 형태이며, 이런 경우 GC의 대상이 되지 않는다.

 

🗝️ Soft Reference

GC가 동작하는 규칙은 JVM마다 조금씩 다르지만 softly-reachable 객체는 OOM(Out of Memory)가 발생하기 전에 회수되는 것을 보장한다. 따라서 메모리 관리가 매우 중요한 요소인 캐시 등에 사용할 수 있다.

MyNumber number = new MyNumber();
SoftReference<MyNumber> numberRef = new SoftReference<>(number);

 

🗝️ Weak Reference

Weak Reference Object는 strong reference와 soft reference가 가리키고 있지 않은 객체를 의미하며, 이 객체는 weak reference를 순회하는 방법으로만 도달할 수 있다. Soft References는 참조가 이후에 다시 사용될 가능성이 있으면 사용되지만, weak reference는 참조가 존재할 때만 존재한다.

WeakReference<MyNumber> numberRef = new WeakReference<MyNumber>(new MyNumber());
MyNumber number = numberRef.get();

 

 

여기서 다음과 같이 객체의 참조를 null로 바꾸면 weakreference만 참조를 가지게 되고 이 때 gc의 대상이 된다.

number = null;

 

[참조]

1. https://d2.naver.com/helloworld/329631