🔭 GC 종류

1. Serial GC

• 단일 스레드를 사용. 메모리랑 CPU 코어 개수가 1개일 때 적합하다

  → 단일 스레드이기 때문에 STW가 발생하면 전체적으로 애플리케이션 성능이 많이 저하됨

  ⇒ 이러한 이유로 실제 운영 환경에서는 사용되지 않음

  • 사용법

    java -XX:+UseSerialGC -jar Application.java
    

  • 그럼 언제 사용?

    • 짧은 시간 동안 실행되는 소규모 배치 작업
    • 메모리가 제한적인 환경 (다른 GC에 비해 메모리 사용량이 적음)

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2. Parallel GC

• 자바 5-8 JVM 기본값으로 사용되는 GC

• 사용 알고리즘은 Serial GC와 동일하지만 여러 스레드를 사용. 메모리가 많고 코어 개수가 많을 때 적합하다

  (하지만 Old GC에서는 기본적으로 스레드 1개를 사용)

  • 사용법

    java -XX:+UseParallelGC -jar Application.java
    

    • 사용할 스레드 수, 중단 시간 등 옵션 설정 가능

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3. G1 GC (Garbage First Garbage Collector)

• 4GB 이상의 큰 메모리 공간 & 멀티 프로세서에서 돌아가는 애플리케이션을 위해 만들어진 GC
• 자바 9 이상 JVM 기본값으로 사용되는 GC

• G1 GC는 힙 메모리를 일정한 크기의 바둑판 형태로 나눈다

  • 각 나눈 영역을 Region이라고 함

• 힙 메모리는 2048개의 Region으로 나뉠 수 있고, 각 Region 크기는 1MB - 32MB 사이의 값을 가짐

  • 크기 조정 가능

    -XX:G1HeapRegionSize
    

• 메모리 형태는 다른 GC와 다르지만, Young/Old 영역 개념은 그대로

  • 기존 GC는 고정된 위치에서 Young/Old 영역 구분
  • G1 GC는 Region 상태에 따라서 Eden, Survivor, Old 역할이 동적 부여
    • Free Region은 아직 사용되지 않은 Region
    • Humonguos Region은 Region의 크기의 50%를 초과하는 큰 객체를 저장하기 위한 공간으로, GC 동작이 최적으로 동작하지 않음

• 사용법

  java -XX:+UseG1GC -jar Application.java
  

• G1 GC는 STW 시간을 줄이기 위해 각 스레드가 자신만의 Region을 잡고 병렬적으로 GC를 진행한다

  • 다른 GC와 간단 비교

young-only와 space-reclamation 단계 → GC 종료 조건을 달성할 때까지 두 단계를 반복한다

• young-only는 현재 사용 가능한 메모리를 채우는 과정(promotion)을 포함

  (= young의 객체로 old 영역을 객체를 채움)

• space-reclamation은 old 영역에서 공간을 되찾고 young 영역의 GC를 같이 수행 (reclaim)

• 두 단계 자세히 보기

• G1 GC는 마킹 알고리즘으로 SATB(snapshot-at-the-beginning)을 사용한다

  • 일시중지 일어난 시점 직후에 살아남은 객체의 스냅샷에 마킹 → 마킹 중에 객체가 죽어도 살아있는 객체로 간주 ⇒ 다른 GC보다 응답시간 더 빠름

Region Evacuation

G1 GC 정보를 요약하자면

• SerialGC, ParallelGC보다 STW 시간을 줄이기 위해 여러 스레드를 사용하는 GC로, 힙을 일정 크기의 Region으로 나누고 동적으로 역할을 나눠 가진다. 그리고 young-(minorGC)→old-(mixedGC)를 반복하는데, mixedGC는 young Gen과 청소할 객체가 가장 많은 일부 Old Gen을 함께 청소하는 것이다.

  (두 단계 자세히 보기에서의 Young-only 단계 = minorGC 반복, Space-reclamation 단계= mixed GC 반복이라고 이해하면 됨)