Java의 가비지 수집기는 무엇입니까?

저는 Java를 처음 접했고 Java의 가비지 수집기에 대해 혼란 스럽습니다. 실제로 무엇을하고 언제 작동합니까? Java에서 가비지 수집기의 일부 속성을 설명하십시오.

가비지 컬렉터는 온 실행되는 프로그램입니다 자바 가상 머신 더 이상 자바 응용 프로그램에서 사용되지 않는 객체를 제거한다. 자동 메모리 관리 의 한 형태입니다 .

일반적인 Java 애플리케이션이 실행 중일 때 Strings 및 Files 와 같은 새 객체를 생성 하지만 일정 시간이 지나면 해당 객체는 더 이상 사용되지 않습니다. 예를 들어, 다음 코드를 살펴보십시오.

for (File f : files) {
    String s = f.getName();
}

위의 코드에서는 루프가 String s반복 될 때마다 생성됩니다 for. 이것은 모든 반복에서 String객체 를 만들기 위해 약간의 메모리가 할당된다는 것을 의미 합니다.

코드로 돌아 가면 단일 반복이 실행되면 다음 반복 String에서 이전 반복에서 생성 된 객체가 더 이상 사용되지 않음을 알 수 있습니다. 이제 해당 객체는 "가비지"로 간주됩니다.

결국 우리는 많은 쓰레기를 얻기 시작할 것이고 더 이상 사용되지 않는 객체에 메모리가 사용될 것입니다. 이것이 계속되면 결국 자바 가상 머신은 새로운 객체를 만들기위한 공간이 부족해질 것입니다.

그것이 가비지 수집기가 개입하는 곳입니다.

가비지 수집기는 더 이상 사용되지 않는 개체를 찾아 제거하여 다른 새 개체가 해당 메모리를 사용할 수 있도록 메모리를 확보합니다.

자바에서 메모리 관리는 가비지 컬렉터에 의해 처리되어 있지만, C와 같은 다른 언어로, 하나의 요구는 다음과 같은 자신의 사용 기능에 메모리 관리를 수행 malloc하고free . 메모리 관리 는 실수하기 쉬운 것들 중 하나이며, 메모리 누수 ( 메모리가 더 이상 사용되지 않을 때 메모리가 회수되지 않는 곳)로 이어질 수 있습니다 .

가비지 수집과 같은 자동 메모리 관리 체계를 사용하면 프로그래머가 메모리 관리 문제에 대해 그다지 걱정할 필요가 없으므로 개발해야하는 응용 프로그램 개발에 더 집중할 수 있습니다.

프로그램에서 더 이상 사용하지 않는 개체에 할당 된 메모리를 해제하므로 이름이 "가비지"입니다. 예를 들면 :

public static Object otherMethod(Object obj) {
    return new Object();
}

public static void main(String[] args) {
    Object myObj = new Object();
    myObj = otherMethod(myObj);
    // ... more code ...  
}

나는 이것이 극도로 인위적이라는 것을 알고 있지만, 여기에서 생성 otherMethod()된 원본 Object은 도달 할 수 없게됩니다. 이것이 가비지 수집을받는 "쓰레기"입니다.

Java에서 GC는 자동으로 실행되지만 다음을 사용하여 명시 적으로 호출 할 수도 있습니다. System.gc() 및 시도 의 주요 가비지 수집을 강제로. Pascal Thivent가 지적했듯이, 당신은 정말로 이것을 할 필요 가 없으며 그것은 좋은 것보다 더 많은 해를 끼칠 수 있습니다 ( 이 질문 참조 ).

자세한 내용은 가비지 컬렉션 에 대한 wikipedia 항목을 참조하십시오. 및 튜닝 가비지 컬렉션 (Oracle 제공)을 참조하십시오.

객체는 라이브 스레드 또는 정적 참조에서 도달 할 수없는 경우 가비지 수집 또는 GC에 적합합니다.

즉, 모든 참조가 null 인 경우 개체가 가비지 수집 대상이된다고 말할 수 있습니다. 순환 종속성은 참조로 계산되지 않으므로 개체 A에 개체 B에 대한 참조가 있고 개체 B에 개체 A에 대한 참조가 있고 다른 라이브 참조가없는 경우 개체 A와 B 모두 가비지 수집 대상이됩니다.

가비지 수집을위한 힙 생성-

자바 객체가 만들어집니다 Heap및 Heap자바의 가비지 컬렉션을 위해서 세 부분 또는 세대로 구분되며, 이들은라고 같은 영 (새로운) 세대, 종신 (구) 생성 및 페름 지역 힙.

New Generation 은 Eden 공간, Survivor 1 및 Survivor 2 공간으로 알려진 세 부분으로 더 나뉩니다. 객체가 힙에서 처음 생성 될 때 Eden 공간 내부의 새로운 세대에서 생성되고 객체가 살아남 으면 후속 마이너 가비지 컬렉션 이후에 생성 됩니다.

Java Heap의 Perm 공간 은 JVM이 클래스 및 메소드, 문자열 풀 및 클래스 레벨 세부 사항에 대한 메타 데이터를 저장하는 곳입니다.

자세한 내용은 여기를 참조하십시오 : 가비지 컬렉션

System.gc()또는 Runtime.gc()메소드를 사용하여 요청할 수 있지만 JVM이 가비지 수집을 실행하도록 강제 할 수는 없습니다 .

java.lang.System에서

public static void gc() {
    Runtime.getRuntime().gc();  
}

java.lang.Runtime에서

public native void gc();  // note native  method

Mark and Sweep 알고리즘-

이것은 가비지 수집에서 가장 많이 사용되는 알고리즘 중 하나입니다. 모든 가비지 수집 알고리즘은 두 가지 기본 작업을 수행해야합니다. 하나는 도달 할 수없는 모든 개체를 감지 할 수 있어야하고 두 번째는 가비지 개체가 사용하는 힙 공간을 회수하고 해당 공간을 프로그램에서 다시 사용할 수 있도록해야한다는 것입니다.

위의 작업은 Mark 및 Sweep 알고리즘에 의해 두 단계로 수행됩니다.

1. 마크 단계
2. 스윕 단계

자세한 내용은 여기를 참조하십시오 -Mark and Sweep 알고리즘

가비지 수집기는 프로그램에 더 이상 필요하지 않은 개체가 "가비지"이며 버릴 수 있음을 의미합니다.

가비지 콜렉터는 참조되지 않는 객체가 메모리에서 해제되도록하는 JRE의 일부입니다.
일반적으로 앱의 메모리가 부족할 때 실행됩니다. AFAIK는 객체와 분리 된 객체 사이의 링크를 나타내는 그래프를 보유하고 있습니다.
성능을 절약하기 위해 세대로 그룹화 된 현재 객체는 GC가 객체를 스캔하고 여전히 참조되고 있음을 발견 할 때마다 1 씩 증가 된 세대 수 (최대 최대 값, 3 또는 4로 생각), 새로운 세대가 먼저 스캔됩니다. (메모리의 개체가 가장 짧을수록 더 이상 필요하지 않음) GC가 실행될 때마다 모든 개체가 스캔되는 것은 아닙니다. 자세한 내용은 이것을
읽으십시오 .

가비지 수집기를 사용하면 컴퓨터가 무한 메모리가있는 컴퓨터를 시뮬레이션 할 수 있습니다. 나머지는 단지 메커니즘입니다.

코드에서 더 이상 메모리 청크에 액세스 할 수없는시기를 감지하고 해당 청크를 무료 저장소로 반환하여이를 수행합니다.

편집 : 예, 링크는 C # 용이지만 C #과 Java는 이와 관련하여 동일합니다.

많은 사람들은 가비지 수집이 죽은 개체를 수집하고 폐기한다고 생각합니다.
실제로 Java 가비지 콜렉션은 그 반대입니다! 살아있는 물체는 추적되고 다른 모든 것은 쓰레기로 지정됩니다.

개체가 더 이상 사용되지 않으면 가비지 수집기는 기본 메모리를 회수하고 향후 개체 할당을 위해 다시 사용합니다. 즉, 명시적인 삭제가 없으며 운영 체제에 메모리가 다시 제공되지 않습니다. 더 이상 사용되지 않는 개체를 확인하기 위해 JVM은 마크 앤 스윕 알고리즘이라고하는 것을 간헐적으로 실행합니다.

자세한 내용은 http://javabook.compuware.com/content/memory/how-garbage-collection-works.aspx 를 확인하십시오.

프로그래머가 아닌 사람도 이해할 수있는 가장 간단한 용어로 말하자면, 프로그램이 데이터를 처리 할 때 해당 데이터에 대한 중간 데이터 및 저장 공간 (변수, 배열, 특정 개체 메타 데이터 등)을 생성합니다.

이러한 개체가 함수 전체에서 또는 특정 크기 이상으로 액세스되면 중앙 힙에서 할당됩니다. 그런 다음 더 이상 필요하지 않으면 정리해야합니다.

이것이 어떻게 작동하는지에 대한 아주 좋은 기사가 온라인에 있으므로, 아주 기본적인 정의 만 다룰 것입니다.

GC는 기본적으로이 정리를 수행하는 기능입니다. 이렇게하려면 활성 개체에서 참조하지 않는 테이블 항목을 지우고 메모리를 복사하고 압축하는 것보다 개체를 효과적으로 삭제합니다. 이것보다 조금 더 복잡하지만 아이디어를 얻습니다.

큰 문제는이 프로세스가 발생하기 위해 일시적으로 전체 Java VM을 중지해야하는 경우가 많고이 전체 프로세스가 매우 프로세서 및 메모리 대역폭을 많이 사용한다는 점입니다. GC의 다양한 옵션과 각 옵션에 대한 조정 옵션은 이러한 다양한 문제와 전체 GC 프로세스의 균형을 맞추기 위해 설계되었습니다.

Java (및 기타 언어 / 플랫폼 포함)의 가비지 수집은 Java 런타임 환경 (JRE)이 더 이상 필요하지 않은 Java 객체의 메모리를 재사용하는 방법입니다. 간단히 말해서 JRE가 처음 시작될 때 운영 체제 (O / S)에 특정 양의 메모리를 요청합니다. JRE가 응용 프로그램을 실행할 때 해당 메모리를 사용합니다. 애플리케이션이 해당 메모리를 사용하여 완료되면 JRE의 "Garbage Collector"가 함께 제공되어 기존 애플리케이션의 다른 부분에서 사용할 수 있도록 해당 메모리를 회수합니다. JRE의 "Garbage Collector"는 항상 실행중인 백그라운드 작업이며 시스템이 가비지 실행을 위해 유휴 상태 일 때 시간을 선택하려고합니다.

현실 세계의 비유는 여러분의 집에 와서 여러분의 재활용 쓰레기를 수거하는 쓰레기 수거 자 들일 것입니다. 결국 여러분 자신과 다른 사람들이 다른 방식으로 재사용하게됩니다.

가비지 수집기는 참조 횟수 관리자로 볼 수 있습니다. 객체가 생성되고 참조가 변수에 저장되면 참조 횟수가 1 씩 증가합니다. 해당 변수가 NULL로 할당 된 경우 실행 과정에서. 해당 개체에 대한 참조 횟수가 감소합니다. 따라서 객체의 현재 참조 횟수는 0입니다. 이제 가비지 수집기가 실행되면 참조 횟수가 0 인 객체를 확인하고 할당 된 리소스를 해제합니다.

가비지 수집기 호출은 가비지 수집 정책에 의해 제어됩니다.

여기에서 데이터를 얻을 수 있습니다. http://www.oracle.com/technetwork/java/gc-tuning-5-138395.html

가비지 수집기는 jvm의 구성 요소입니다.

CPU가 풀릴 때 쓰레기를 수집하는 데 사용됩니다.

여기서 쓰레기는 메인 프로그램의 백그라운드에서 실행되는 미사용 객체를 의미합니다.

메인 프로그램의 상태를 모니터링합니다.

자동 가비지 수집은 힙 메모리를 살펴보고 사용중인 개체와 사용하지 않는 개체를 식별하고 사용하지 않는 개체를 삭제하는 프로세스입니다. 사용중인 개체 또는 참조 된 개체는 프로그램의 일부가 여전히 해당 개체에 대한 포인터를 유지하고 있음을 의미합니다. 사용하지 않는 개체 또는 참조되지 않은 개체는 더 이상 프로그램의 어떤 부분에서도 참조되지 않습니다. 따라서 참조되지 않은 개체가 사용하는 메모리를 회수 할 수 있습니다.

C와 같은 프로그래밍 언어에서 메모리 할당 및 할당 해제는 수동 프로세스입니다. Java에서 메모리 할당 해제 프로세스는 가비지 수집기에 의해 자동으로 처리됩니다. 더 나은 이해를 위해 링크를 확인하십시오. http://www.oracle.com/webfolder/technetwork/tutorials/obe/java/gc01/index.html

가비지 수집은 프로그램에서 더 이상 접근 할 수없는 개체를 삭제하여 힙의 메모리를 자동으로 해제하는 프로세스를 의미합니다. 힙은 여유 저장소라고하는 메모리로, Java 애플리케이션에 할당 된 사용되지 않은 메모리의 큰 풀을 나타냅니다.

가비지 콜렉션의 기본 원칙은 나중에 액세스 할 수없는 프로그램에서 데이터 오브젝트를 찾고 해당 오브젝트가 사용하는 자원을 회수하는 것입니다. https://en.wikipedia.org/wiki/Garbage_collection_%28computer_science%29

장점

1) 여전히 포인터가있는 동안 메모리 조각이 해제되고 해당 포인터 중 하나가 역 참조 될 때 발생하는 버그로부터 저장합니다. https://en.wikipedia.org/wiki/Dangling_pointer

2) 프로그램이 이미 해제되었고 아마도 이미 다시 할당 된 메모리 영역을 해제하려고 할 때 발생하는 이중 해제 버그.

3) 특정 종류의 메모리 누수를 방지합니다. 프로그램이 도달 할 수 없게 된 개체가 차지하는 메모리를 해제하지 못하여 메모리 고갈로 이어질 수 있습니다.

단점

1) 추가 리소스 소비, 성능 영향, 프로그램 실행 중단 가능성, 수동 리소스 관리와의 비 호환성. 가비지 콜렉션은 프로그래머가 이미이 정보를 알고있을지라도 확보 할 메모리를 결정하는 데 컴퓨팅 자원을 소비합니다.

2) 가비지가 실제로 수집되는 순간은 예측할 수 없어 세션 전체에 흩어져있는 중단 (이동 / 해제 메모리 해제)이 발생할 수 있습니다. 실시간 환경, 트랜잭션 처리 또는 대화 형 프로그램에서는 예측할 수없는 중단이 허용되지 않을 수 있습니다.

Oracle 자습서 http://www.oracle.com/webfolder/technetwork/tutorials/obe/java/gc01/index.html

가비지 수집은 사용중인 개체와 사용하지 않는 개체를 식별하고 사용하지 않는 개체를 삭제하는 프로세스입니다.

C, C ++와 같은 프로그래밍 언어에서 메모리 할당 및 해제는 수동 프로세스입니다.

int * array = new int[size];
processArray(array); //do some work.
delete array; //Free memory

프로세스의 첫 번째 단계는 마킹이라고합니다. 여기에서 가비지 수집기가 사용중인 메모리와 그렇지 않은 메모리를 식별합니다.

2a 단계. 일반 삭제는 참조되지 않은 개체를 제거하고 참조 된 개체와 여유 공간에 대한 포인터를 남깁니다.

성능을 향상시키기 위해 참조되지 않은 개체를 삭제하고 나머지 참조 된 개체도 압축하려고합니다. 참조 된 객체를 함께 유지하기를 원하므로 새 메모리를 할당하는 것이 더 빠릅니다.

앞서 언급했듯이 JVM의 모든 개체를 표시하고 압축하는 것은 비효율적입니다. 점점 더 많은 개체가 할당됨에 따라 개체 목록이 증가하고 증가하여 가비지 수집 시간이 길어집니다.

이 튜토리얼을 계속 읽으면 GC가이 문제를 어떻게 해결하는지 알게 될 것입니다.

간단히 말해, 힙에는 수명 이 짧은 개체를 위한 YoungGeneration , 장기간 개체를위한 OldGeneration , 그리고 애플리케이션 수명 동안 존재하는 개체 (예 : 클래스, 라이브러리)에 대한 PermanentGeneration의 세 영역이 있습니다.

개체는 new 연산자에 의해 동적으로 할당되므로 이러한 개체가 어떻게 파괴되고 얼마나 바쁜 메모리가 해제되는지 물어볼 수 있습니다. C ++와 같은 다른 언어에서는 delete 연산자에 의해 동적으로 수동 할당 된 개체를 해제해야합니다. Java에는 다른 접근 방식이 있습니다. 자동으로 할당 해제를 처리합니다. 이 기술을 가비지 수집이라고 합니다.

다음과 같이 작동합니다. 객체에 대한 참조가 없으면이 객체가 더 이상 필요하지 않다고 가정하고 객체가 차지하는 메모리를 검색 할 수 있습니다. C ++ 에서처럼 명시 적으로 객체를 삭제할 필요는 없습니다. 가비지 수집은 프로그램 실행 중에 산발적으로 발생합니다. 더 이상 사용되지 않는 하나 이상의 개체가 있기 때문에 단순히 발생하지 않습니다. 또한 여러 Java 런타임 구현에는 가비지 수집에 대한 접근 방식이 다르지만 대부분의 프로그래머는 프로그램을 작성할 때 이에 대해 걱정할 필요가 없습니다.

자동 가비지 콜렉션은 JVM이 궁극적으로 실행중인 프로그램을위한 공간을 확보하기 위해 메모리에서 특정 데이터 포인트를 제거하거나 유지하는 프로세스입니다. 메모리는 먼저 GC (가비지 수집기)가 작업을 수행하는 힙 메모리로 전송 된 다음 종료되거나 유지되도록 결정됩니다. Java는 프로그래머가 항상 신뢰할 수있는 것은 아니라고 가정하므로 필요하지 않은 항목을 종료합니다.