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04_GC_Algorithm.md

File metadata and controls

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Garbage Collection Algorithm


Parallel CG

Java 8에서 default GC로 적용

  • minor collection을 병렬 로 수행한다
    • GC의 오버헤드를 현저하게 줄일 수 있다
  • multi processor나 multi thread hardware 에서 돌아가는 중대형 규모의 데이터셋 을 다루는 어플리케이션을 위한 GC
  • Parallel Compaction
    • Parallel Collector가 major collection을 병렬 로 수행하게 해주는 기능
    • -XX:+UseParallelGC 옵션을 지정하면 Parallel Compaction이 디폴트로 사용된다
  • but, multi thread를 사용한 collection 사용이 Young 영역에 국한된다
    • Young Generation Collection 알고리즘: Parallel Scavenge
    • Old Generation Collection 알고리즘: Serial Mark-Sweep-Compact

G1 (Garbage First Collector)

Java 11에서 default GC로 적용

  • 큰 메모리를 가진 멀티 프로세서 머신을 위한 Collector
  • -XX:+UseG1GC 옵션으로 G1 Collector를 켤 수 있다
  • G1 GC만 Generational GC가 아니라는 점에 주의해야한다
    • G1 collector는 Young 영역과 Old 영역으로 나누지 않는 방식을 사용하는 특이한 collector이다
    • G1은 물리적 generation 구분을 없애고, 전체 heap을 1MB 단위의 region들로 다룬다
      • 바둑판 모양으로 구성되어 있으며, 약 2000개의 구역을 사용한다
    • G1 이라는 이름은 garbage로 가득찬 region부터 컬렉션을 시작한다는 의미이다
      • Garbage로 꽉 찬 region이 발견되면 바로 collector를 돌린다.
  • Old region의 살아있는 객체는 다른 Old region으로 옮겨지며, compaction이 이뤄진다
  • G1에서 Young, Old 영역 개념은 고정된 개념이 아니다
    • 객체가 새로 할당되는 region들의 집합이 Young generation 이다
    • 프로모션이 일어나는 region의 집합이 Old Generation 이다

ZGC

Java 17에서 default GC로 적용

ZGC는 8MB에서 16TB 크기의 heap을 처리할 수 있는 확장 가능한 low-latency GC이며 -XX:+UseZGC option을 사용하여 활성화 할 수 있다

  • Low-latency
    • ZGC는 memory collection을 위해 일시 중단을 최소화하여 응답성을 높인다
    • collection 작업을 수행하는 동안 application thread는 계속 실행되는 concurrent GC이며, 중단 시간은 매우 짧다
      • 이로 인해 대규모 memory 환경에서도 높은 응답성을 유지할 수 있다
      • 최대 지연 시간은 1밀리초 미만이다
  • 매우 큰 Heap 지원
    • ZGC는 수 16TB에 달하는 큰 heap을 처리할 수 있다
      • 이로 인해 대규모 데이터 처리나 memory 집약적인 작업을 수행하는 application에 사용하기 좋다
  • 불연속적인 수집
    • ZGC는 전체 heap을 한 번에 수집하는 대신, 작은 region 단위로 분할하여 garbage collection을 수행한다
    • 수집 작업의 일부만을 처리하므로 일시 중단 시간을 분산시킬 수 있다
  • 병렬 처리
    • ZGC는 multi-thread를 활용하여 GC 작업을 병렬로 처리한다
    • 이를 통해 GC 작업을 효율적으로 분산시키고, 전체 collection 시간을 단축한다
  • 효율성
    • collection 중에 힙을 정리할 필요가 없기 때문에 효율적이다
      • 일반적인 GC는 memory collection 작업을 수행하기 위해 stop-the-world 를 발생시킨다
        • 이때, application thread들이 모두 일시 중단되어 GC 작업이 이루어진다
        • 이러한 중지 시간은 application 응답성과 성능에 영향을 줄 수 있다
      • 반면 ZGC는 heap을 정리하는 과정에서 중지 시간을 매우 짧게 유지한다
    • ZGC는 collection 작업 중에도 application thread를 계속 실행시키며, 필요한 경우에만 매우 짧은 중지 시간을 발생시킨다
      • ZGC는 일시 중단 시간을 최소화하여 application 응답성을 높이는데 중점을 준다