simple JVM GC guide

📌 1. JVM 메모리 구조 이해

JVM은 실행 중 다음과 같은 주요 메모리 영역을 사용합니다:

• Metaspace (클래스 메타정보)
• Heap (객체 인스턴스 저장)
• Stack (지역 변수, 프레임 등)
• Code Cache (JIT 결과 저장)

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• Heap: 대부분의 new 객체가 이곳에 생성됨
• Metaspace: static 필드, 클래스 구조, 메서드 정보 등 클래스 로딩 시 저장
• Stack: 각 스레드마다 존재, 지역 변수 및 호출 컨텍스트 저장

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♻️ 2. GC(Garbage Collection) 기본 처리 단계

1. 객체 생성 → Eden 영역에 할당
2. Mark → GC Root로부터 도달 가능한 객체 추적
3. Sweep/Copy/Compact
   • Young GC: 살아남은 객체를 Survivor 또는 Old로 복사
   • Old GC: Mark-Compact로 단편화 해소
4. Promotion → 일정 생존 횟수 이상 객체는 Old 영역으로 승격

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⚙️ 3. G1 GC 구조 요약 (JDK 17 기본 GC)

• 전체 힙을 고정 크기 Region으로 나눔 (Eden, Survivor, Old, Humongous)
• GC 유형:
  • Young GC: Eden → Survivor
  • Mixed GC: 일부 Old도 수집
  • Full GC: 전체 힙 수집 (가능한 회피)

🔍 G1 GC 로그 예시

[2.303s][info][gc,metaspace] GC(12) Metaspace: 60293K(60736K)->60293K(60736K)
                             NonClass: 52643K(52864K)->52643K(52864K)
                             Class:    7650K(7872K)->7650K(7872K)

• Metaspace는 클래스 메타데이터
• NonClass: 메서드, 심볼 등
• Class: 클래스 구조 정보

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🧠 4. Metaspace 관리 팁

• Metaspace는 힙이 아닌 네이티브 메모리에서 사용됨
• 기본적으로 무제한 → -XX:MaxMetaspaceSize로 제한 가능
• 동적 ClassLoader, SPI 사용 시 메타스페이스 누수 위험 ↑

-XX:MetaspaceSize=64m
-XX:MaxMetaspaceSize=256m

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📦 5. GC에 유리한 객체 관리 전략

전략	설명
참조 해제	obj = null 등으로 명시적 해제
스코프 축소	메서드 지역 변수, 블록 사용
Escape Analysis 유도	외부로 노출되지 않으면 Stack 할당
WeakReference 사용	캐시 등에서 유용하게 사용
ThreadLocal 관리	사용 후 반드시 .remove() 호출

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⚠️ 주의: 람다 캡처와 ThreadLocal

• 람다 캡처 시 캡처된 객체는 내부적으로 필드로 저장됨 → Executor 등에서 참조가 남아 있으면 GC 안 됨
• ThreadLocal은 Thread가 종료되기 전까지 참조 유지 → ThreadPool에서 주의 필요

try {
    threadLocal.set(value);
    ...
} finally {
    threadLocal.remove();
}

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🔍 추천 툴 & 명령어

• jcmd <pid> VM.native_memory summary
• jcmd <pid> GC.class_stats
• -XX:+PrintGCDetails -Xlog:gc* → GC 로그 확인
• GCViewer, GCEasy.io

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📚 참고 자료

• Oracle GC Tuning Guide (JDK17)
• JEP 122: Remove the Permanent Generation
• Java Metaspace Explained - Baeldung
• GCViewer
• Java Performance by Scott Oaks

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💡 JVM의 메모리 구조와 GC 동작을 이해하면, 예기치 못한 메모리 이슈를 사전에 방지하고,
성능 최적화와 운영 안정성을 높일 수 있습니다.