가비지 컬렉션(Garbage Collection) 이해하기

https://www.oracle.com/webfolder/technetwork/tutorials/obe/java/gc01/index.html

 

1. 서론

 

가비지 컬렉션(GC)은 프로그램에서 사용하지 않는 메모리를 자동으로 회수하는 기능입니다. 메모리 관리를 단순화하고 메모리 누수를 방지하는 역할을 하는 GC는 프로그래머의 부담을 줄여주는 중요한 기능입니다. 이 글에서는 가비지 컬렉션의 원리와 종류, 장단점에 대해 알아보겠습니다.

 

2. 가비지 컬렉션의 원리

GC의 기본 원리는 프로그램에서 사용되지 않는 메모리를 식별하고, 해당 메모리를 해제하는 것입니다. 이를 위해 GC 알고리즘은 메모리 사용 패턴을 추적하고, 더 이상 사용되지 않는 객체를 찾아내어 메모리를 회수합니다. 대표적인 GC 알고리즘으로는 참조 카운팅(Reference Counting), 표시-정리(Mark and Sweep), 카피(Copying), 그리고 세대별 수집(Generational Collection)이 있습니다.

 

3.  가비지 컬렉션의 종류

• 참조 카운팅(Reference Counting): 객체가 참조되는 횟수를 세어 참조 횟수가 0이 되면 메모리를 해제합니다. 하지만 순환 참조(Circular Reference) 문제가 발생할 수 있습니다.
• 표시-정리(Mark and Sweep): 사용 중인 객체를 표시한 후, 사용되지 않는 객체를 정리합니다. 프래그먼테이션(Fragmentation) 문제가 발생할 수 있습니다.
• 카피(Copying): 사용 중인 객체를 다른 메모리 영역으로 복사하고, 원래 메모리 영역의 사용되지 않는 객체를 제거합니다. 메모리를 효율적으로 사용하지 못하는 문제가 있습니다.
• 세대별 수집(Generational Collection): 객체의 생존 시간에 따라 메모리를 분리해 관리하고, 짧은 생존 시간의 객체를 주로 수집합니다. 메모리 관리 효율이 좋은 편입니다.

 

 

4. 가비지 컬렉션의 장단점

 

장점:

• 메모리 관리를 자동화하여 프로그래머의 부담을 줄여줍니다.
• 메모리 누수를 방지하고, 메모리 효율을 향상 시킬 수 있습니다.
• 코드의 가독성과 유지 보수성이 향상됩니다.

단점:

• 가비지 컬렉션 작업으로 인한 성능 저하가 발생할 수 있습니다.
• GC 알고리즘에 따라 메모리 프래그먼테이션이나 순환 참조 문제가 발생할 수 있습니다.
• 메모리 관리를 완전히 프로그래머로부터 분리할 수 없으며, 일부 최적화 작업이 필요할 수 있습니다.

 

 

결론

가비지 컬렉션은 프로그래밍 언어와 실행 환경에 따라 다양한 알고리즘으로 구현되어 있습니다. 가비지 컬렉션이 제공하는 메모리 관리의 자동화는 프로그래머의 부담을 줄이고 코드의 품질을 향상시키지만, 성능 저하와 같은 단점도 존재합니다. 이에 따라 프로그래머는 가비지 컬렉션의 원리와 특성을 이해하고, 상황에 맞게 최적화를 진행해야 합니다.