1. Garbage Collection
1.1. Garbage Collection 이란?
Java 프로그램에서, 자동으로 메모리를 관리해주는 과정이다.
C/C++ 와 달리, 프로그래머는 객체의 메모리 할당과 해제를 신경 쓸 필요가 없다.
Garbage Collection 이 데몬 쓰레드의 형태로 수행해주기 때문이다.1.2. Garbage Collection 배경
Java 코드는 JVM 에 의해 ByteCode 로 컴파일된다.
Java 프로그램이 JVM 에서 실행될 때 객체는 힙에 저장된다.
이때 일부 객체들은 더 이상 힙에 존재할 필요가 없어질 때가 오게 된다.
이때 Garbage Collection 이 사용되지 않는 객체들을 찾아 제거한다.
1.3. Garbage Collection 동작 과정
Garbage Collection 은 Heap 영역을 살펴보고 사용 중인 객체와 사용하지 않는 객체를 식별한다.
이 중 사용하지 않는 객체에 해당되는 요소들은 삭제한다.** 사용 중인 객체는 포인터가 유지되고 있지만
** 사용 중이지 않은 객체는 어떤 부분에서도 포인터가 존재하지 않는다.
** Garbage Collection 은 JVM 이 구현한다.
1.4. Garbage Collection 의 동작 유형
배경지식 (힙의 분리)
[ Young Generation ]
새로 생성된 객체는 Young Generation 에서 시작한다.
모든 객체가 시작되는 1개의 Eden 공간과
Garbage Collection Cycle 에서 살아남은 후 Eden 공간에서 살아남은 객체들이 이동하는 공간인
2개의 Survivor 공간이 있다.
[ Old Generation ]
수명이 긴 객체는 결국 Young Generation 에서 Old Generation 으로 이동된다.
Old Generation 에서 Garbage Collected 가 되었을 때, 가장 우선순위가 높게 처리되는 공간이다.
[ Permanent Generation ]
클래스 및 메서드와 같은 메타데이터가 저장되는 장소이다.
더 이상 사용되지 않는 클래스는 GC 대상이 될 수 있다.1.4.1. [ Minor/Incremental Garbage Collection ]
Young Generation 에서 객체가 제거 되었다는 것을 말하는 유형이다.
1.4.2. [ Major/Full Garbage Collection ]
Minor Garbage Collection 에서 살아남은 객체를 Old, Permanent 로 옮긴다.
Old, Permanent 에서는 GC 대상이 덜 자주 발생하게 된다.
1.5. Garbage Collection 에 관한 주요 개념
1.5.1. [ Unreachable Objects ]
객체에 관한 참조가 포함되어 있지 않으면 객체에 도달 할 수 없다 라고 한다.
Integer i = new Integer(4);
// the new Integer object is reachable via the reference in 'i'
i = null;
// the Integer object is no longer reachable.위 코드를 보면, Integer 4를 대입했을 때는, 참조가 가능하지만
null 을 할당한 순간, 메모리를 참조할 수 없기 때문에 Unreachable 하다고 보는 것이다.
1.5.2. [ Eligibility for Garbage Collection (GC 자격) ]
위 코드를 보면, Integer 4를 위한 공간을 할당해 줬지만
i = null 이라는 구문 이후 에는 그 공간이 쓸모 없게 되는 것이다.
따라서 이 공간에 관하여 GC에 적합하다고 한다.
1.5.3. [ GC 대상으로 만드는 방법 ]
참조 변수를 Null 할당이 가능하도록 한다.
참조 변수를 재할당 한다.
메서드 내에 객체를 생성한다.
Isolation Island 를 활용한다.
1.6. JVM 에 GC 를 실행시키도록 하는 방법
GC 대상이 될 수 있는 객체를 만들었다 하더라도, 즉시 GC 에 의해 제거되진 않는다.
JVM 이 GC 를 실행시킬 때 객체가 소멸된다.
System.gc() 메서드를 사용하여 JVM 에 GC 를 실행하도록 하는 Static 메서드를 실행 시킨다.
Runtime.getRuntime().gc() 메서드를 사용하여 GC 를 요청할 수 있다.
** 또한 System.gc() 는 Runtime.getRuntime().gc() 와 사실상 동일한 요청이다.
1.7. GC 의 이점
Heap 영역에서 참조되지 않은 객체를 제거하기 때문에 메모리 효율성을 높일 수 있다.
JVM 의 일부분인 GC 가 자동으로 수행되기 때문에 프로그래머의 추가 작업이 필요하지 않다.
1.8. Java 코드로 GC 실행시키는 방법
1.8.1. 일반적인 JAVA CODE (GC 실행 X)
class Employee {
private int ID;
private String name;
private int age;
private static int nextId = 1;
// it is made static because it
// is keep common among all and
// shared by all objects
public Employee(String name, int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
this.ID = nextId++;
}
public void show()
{
System.out.println("Id=" + ID + "\nName=" + name
+ "\nAge=" + age);
}
public void showNextId()
{
System.out.println("Next employee id will be="
+ nextId);
}
}
class UseEmployee {
public static void main(String[] args) {
Employee E = new Employee("GFG1", 56);
Employee F = new Employee("GFG2", 45);
Employee G = new Employee("GFG3", 25);
E.show();
F.show();
G.show();
E.showNextId();
F.showNextId();
G.showNextId();
{ // It is sub block to keep
// all those interns.
Employee X = new Employee("GFG4", 23);
Employee Y = new Employee("GFG5", 21);
X.show();
Y.show();
X.showNextId();
Y.showNextId();
}
// After countering this brace, X and Y
// will be removed.Therefore,
// now it should show nextId as 4.
// Output of this line
E.showNextId();
// should be 4 but it will give 6 as output.
}
}GC 실행 JAVA CODE
class Employee {
private int ID;
private String name;
private int age;
private static int nextId = 1;
// it is made static because it
// is keep common among all and
// shared by all objects
public Employee(String name, int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
this.ID = nextId++;
}
public void show()
{
System.out.println("Id=" + ID + "\nName=" + name
+ "\nAge=" + age);
}
public void showNextId()
{
System.out.println("Next employee id will be="
+ nextId);
}
protected void finalize()
{
--nextId;
// In this case,
// gc will call finalize()
// for 2 times for 2 objects.
}
}
public class UseEmployee {
public static void main(String[] args) {
Employee E = new Employee("GFG1", 56);
Employee F = new Employee("GFG2", 45);
Employee G = new Employee("GFG3", 25);
E.show();
F.show();
G.show();
E.showNextId();
F.showNextId();
G.showNextId();
{
// It is sub block to keep
// all those interns.
Employee X = new Employee("GFG4", 23);
Employee Y = new Employee("GFG5", 21);
X.show();
Y.show();
X.showNextId();
Y.showNextId();
//GC
X = Y = null;
System.gc();
System.runFinalization();
//GC
}
E.showNextId();
}
}