자바는 자동 메모리 관리를 통해 개발자의 부담을 크게 줄여주는 고급 프로그래밍 언어입니다. 이 글에서는 자바의 메모리 관리 시스템, 특히 가비지 컬렉션과 메모리 최적화 기법에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
자바 메모리 구조
- 힙(Heap) 메모리:
- 동적으로 할당된 객체와 배열이 저장되는 곳입니다. 가비지 컬렉션의 주요 대상 영역입니다.
- 스택(Stack) 메모리:
- 메소드 호출과 로컬 변수에 사용됩니다. 메소드가 종료될 때 자동으로 정리됩니다.
- 메소드 영역(Method Area):
- 클래스 정보, 상수, 정적 변수 등이 저장되는 곳입니다.
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// 자바 메모리 구조 예제는 코드 형태로 직접적으로 나타내기 어렵습니다.
// 자바 애플리케이션에서 객체 생성과 사용을 보여주는 예제를 참고하세요.
public class MemoryExample {
public static void main(String[] args) {
String text = “Hello, World!”; // 스택 메모리에 저장되는 로컬 변수
String[] array = new String[5]; // 힙 메모리에 저장되는 배열 객체
array[0] = text; // 배열의 첫 번째 요소가 “Hello, World!” 문자열을 참조
}
}
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가비지 컬렉션(Garbage Collection)
가비지 컬렉션은 더 이상 참조되지 않는 객체를 자동으로 검출하고 제거하여 사용되지 않는 메모리를 회수합니다.
- 가비지 컬렉션의 원리:
- Reachability Analysis를 통해 도달 가능한 객체와 도달 불가능한 객체를 식별합니다.
- 가비지 컬렉션 알고리즘:
- Mark and Sweep, Generational GC, G1 GC 등 다양한 알고리즘
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// 가비지 컬렉션을 직접적으로 실행하는 예제는 없지만, 가비지 컬렉션이 작동하는 상황을 설명합니다.
public class GarbageCollectionExample {
public static void main(String[] args) {
createWaste();
System.gc(); // 가비지 컬렉션 요청. 실제 가비지 컬렉션이 바로 일어나는 것은 아님
}
public static void createWaste() {
String waste = new String(“This is waste”);
waste = null; // 이제 “This is waste” 문자열 객체는 도달할 수 없는 상태가 됨
}
}
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자바 메모리 최적화 기법
메모리 누수를 방지하고 애플리케이션의 성능을 향상시키는 방법을 알아봅시다.
- 객체 재사용:
- 불필요한 객체 생성을 피하고, 가능한 재사용을 권장합니다.
- 소프트 레퍼런스와 약한 레퍼런스 사용:
- 메모리가 부족할 때 GC가 수집할 수 있도록 소프트 레퍼런스와 약한 레퍼런스를 활용합니다.
- 코드 최적화:
- String Pool 활용, 불필요한 객체 참조 제거 등을 통해 메모리 사용을 최적화합니다.
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// 객체 재사용 예제
public class ObjectReuseExample {
public static final List<Integer> reusableList = new ArrayList<>(); // 재사용 가능한 객체
public static void main(String[] args) {
reusableList.add(1); // 객체를 재사용하여 메모리 사용 최적화
reusableList.clear(); // 다음 사용을 위해 내용을 지움
}
}
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JVM 플래그와 모니터링 도구 사용
- JVM 실행 플래그:
- 메모리 설정 관련 JVM 플래그 사용
- 모니터링 도구:
- VisualVM, JConsole 등 JVM 모니터링 도구 활용
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// JVM 플래그와 모니터링 도구 사용에 대한 예제는 코드 형태로 제공하기 어렵습니다.
// 대신, JVM을 시작할 때 사용할 수 있는 몇 가지 플래그 예를 들어봅시다.
// 힙 메모리의 최소 크기 설정
// java -Xms512m MyApplication
// 힙 메모리의 최대 크기 설정
// java -Xmx1024m MyApplication
// 자세한 가비지 컬렉션 로깅 활성화
// java -verbose:gc MyApplication
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