[Scouter]What are Heap Memory and Garbage Collection(GC)

Java Heap Memory

java 8 이상 부터는 Permanet Generation → Metaspace로 표현한다.

운영을 위해
Xms(initial heap size), Xmx(maximum heap size), PermSize(Metaspace)를 설정하여 사용한다.

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Garbage Collection

Minor GC

Young Generation 이 차게되면 Minor GC가 동작한다.

1. 새롭게 생성된 object들이 Eden 영역에 저장된다.
2. Eden 영역이 Full이 되면 live object의 리스트를 확인한다.
3. 아직 살아있는(다른곳에서 참조가 있는) live object는 HeapSpace.Survivor(To)로 옮긴다.

4. live object는 To로 이동되었으며 Eden 영역은 garbage만 남게 된다.
5. Eden의 garbage를 scanvenge하여 깨끗하게 만든다(minor collection). 이 작업 후에는 Eden영역이 항상 깨끗하게 비어지게 된다(Completely Empty). 그리고 To에 live object TeunuringThreshold 값은 1이된다.

6. 다른 object들이 새롭게 생성되면서 Eden 영역이 가득차게 되면 다시 Eden과 To 영역의 live object 리스트를 확인한다.
7. Eden과 To의 live object를 From으로 copy. Eden과 To에는 garbage만 남게 된다.

8. Eden과 To의 garbage를 scavenge하여 깨끗하게 만든다. 그리고 기존에 To 영역과 From 영역의 이름을 바꾼다. 그렇게 되면 To 영역(기존 From)에는 TenuringThreshold값이 1(기존 Eden), 2(기존 To)인 live object만 남게된다.

9. 다시 다른 object들이 새롭게 생성되면서 Eden 영역이 가득차게 되면 live object의 TenuringThreshold 값을 확인한다.
10. 이때 To 영역의 TenuringThreshold값이 2인 object들이 처음으로 promotion 된다 (New → Old)
11. promotion이 일어나면 live object는 Old 영역에 저장되며 TenuringThreshold 값이 3이 된다.

12. 그리고 가득찬 Eden 영역을 해소하기 위해 Eden과 To 영역의 live object를 확인하여 From으로 이동시킨다.

13. live object의 이동이 완료되면 From에는 object들의 TenuringThreshold값이 Eden에서 옮겨온 object는 1로 To에서 옮겨온 object는 2로 설정된다.

14. copy가 완료되면 Eden과 To 영역을 scavenger하여 깨끗하게 만든다. 그리고 To 영역과 From 영역의 이름을 바꾼다.
15. MaxTenuringThreshold 값 만큼 위와 같은 Minor GC가 수행되면서 object들이 promotion 된다.

https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?isHttpsRedirect=true&blogId=bumsukoh&logNo=110118615120

Major GC

1. Minor GC가 지속적으로 수행되면 promotion이 발생하게되어 Old 영역이 가득차게 된다.

2. Old 영역이 가득차게 되면 Major GC가 발생하며 Old 영역의 Object에 대해 더 이상 사용하지 않는 Object를 삭제하고 메모리의 연속된 여유공간을 확보하기 위해 앞쪽으로 정렬하는 작업을 수행한다.

3. 위와 같이 Major GC는 Old 영역의 모든 object에 대해 참조정보를 확인하여 Mark하고 해당 object를 삭제하기 위해 Sweep작업을 수행한다. 그리고 마지막에 할당가능한 메모리 공간을 확보하기 위한 Compact 작업을 수행한다.

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• object의 수가 많을 수록 GC 시간을 길어진다.
• GC Time이 길어질수록 사용자의 응답시간이 느려진다.
• GC Time이 1초가 안넘도록 노력해야 한다.

JVM Option 및 용어 참고

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Example

예시 - Heap memory

Heap 메모리가 올라가면 GC Time과 Count가 올라가고 이때문에 CPU 또한 상승하게 된다.

예시 - Perm memory

보통 하루 이틀 운영하면 호출될 class가 전부 호출되기 때문에 더 이상 상승하지 않는다.

프레임워크 설계가 잘못되면 상승할 수 있음.