Skip to content

Latest commit

 

History

History
104 lines (74 loc) · 6.52 KB

referenece.md

File metadata and controls

104 lines (74 loc) · 6.52 KB

Java Reference와 GC

최초의 Java에서는 GC작업에 애플리케이션의 사용자 코드가 관여하지 않도록 구현되어 있었지만 GC작업에서 좀 더 다양한 방법으로 객체를 처리하기 위해 JDK1.2부터 java.lang.ref 패키지를 추가하여 제한적으로 사용자 코드와 GC가 상호작용할 수 있게 되었다.

java.lang.ref

java.lang.ref 패키지는 strong reference 이외에 soft, weak, phantom 3가지의 새로운 참조 방식을 각각 Reference 클래스로 제공한다.

strong reference 란?

A a = new A()코드에서 변수a가 생성된 A객체를 참조하는 것 과 같이 전형적으로 객체를 참조하는 방식을 의미한다.
강한 참조를 통해 참조되고 있는 객체는 가비지 컬렉션의 대상에서 제외된다.

java.lang.ref.Reference는 어떻게 활용할 수 있나요?

  • GC에 일정 부분 관여할 수 있다.
  • LRU - Least Recently Used 캐시 와 같이 특별한 작업을 하는 애플리케이션 작성

1. 가비지 판단 기준

Java GC는 객체가 가비지인지 판별하기 위해 reachability라는 개념을 사용한다.

  • 어떤 객체에 유효한 참조가 있으면 reachable
  • 어떤 객체에 유효한 참조가 없다면 unreachable

가비지 판단 기준은 2가지로 나뉘고, unreachable객체를 가비지로 간주해 GC를 수행한다.

한 객체는 여러 다른 객체를 참조하고, 참조된 다른 객체들도 또 다른 객체들을 참조할 수 있으므로 객체들은 참조 사슬을 이룬다. 이 상황에서 유효한 참조 여부를 파악하려면 유효한 최초의 참조가 있어야 하는데 이를 객체 참조의 root set 이라고 한다.

root set의 종류

힙에 있는 객체들에 대한 참조는 4가지 종류가 있는데

  1. 힙 내의 다른 객체에 의한 참조
  2. Java 스택, 즉 Java 메서드 실행 시 사용하는 지역 변수와 파라미터들에 의한 참조
  3. 네이티브 스택, 즉 JNI에 의해 생성된 객체에 대한 참조
  4. 메서드 여역에 정적 변수에 의한 참조

이들 중 1. 힙 내의 다른 객체에 의한 참조를 제외한 나머지 3개(2, 3, 4)가 root set으로 reachability를 나누는 기준이 된다.

2. Soft, Weak, Phantom Reference와 Reachability

java.lang.ref는 soft/weak/phantom reference를 클래스 형태로 제공한다. java.lang.ref 공식 문서

Soft/Weak/Pantom Reference 객체는 다른 객체와 달리 Java GC가 특별하게 취급한다.

WeakReference 클래스 예제

다음은 WeakReference의 생성 예제이다.

WeakReference<Sample> wr = new WeakReference<>(new Sample());
Sample wrGet = wr.get();

java.lang.ref.WeakReference 클래스는 참조 대상인 객체를 캡슐화 한 WeakReference객체를 생성한다. 이렇게 생성된 WeakReference객체는 다른 객체와 달리 Java GC가 특별하게 취급된다.

캡슐화된 내부 객체는 weak reference에 의해 참조된다.

위의 코드를 그림으로 나타내면 다음과 같다.

Root set에서 변수wr는 Simple객체를 캡슐화한 WeakReference를 참조하고 있고, 변수wrGet는 Simple객체를 직접 참조하고 있다.

root set에 있는 변수wrGet가 Simple객체를 직접 참조를 하고 있으므로 Simple은 strongly reachable object이다.

만약 여기서 변수wrGet에 null를 대입하면 어떻게 될까?

WeakReference<Sample> wr = new WeakReference<>(new Sample());
Sample wrGet = wr.get();
...
wrGet = null

그림으로 나타내면 다음과 같다.

이제 root set에서 Simple를 직접 참조하고 있는 객체가 없고 WeakReference를 통해 변수wr가 WeakReference로 간접적으로 참조하고 있으므로, Simple객체는 Weakly reachable object이다.

만약 WeakReference대신 SoftReference를 사용한다면 Simple객체는 Softly reachable object가 되고, Phantom reachable object가 된다.

2-1. Java 스펙에서의 reference object

Java 스펙에서는 SoftReference, WeakReference, PhantomReference 3가지 클래스에 의해 생성된 객체를 reference object라고 부른다.

  • reference object는 Reference 클래스의 객체에 대해서만 사용하는 용어다.
  • reference object에 의해 참조된 객체는 referent라고 부른다.
  • 위 코드에서
    • reference object는 new WeakReference() 생성자를 의미하고
    • referent는 new Sample()생성자로 생성된 객체를 의미한다.

3. Strengths of Reachability

앞에서 언급한 것 처럼 reachability는 총 5종류가 있고 이는 GC가 처리하는 기준이 된다.

Java스펙에서 이들 5종류의 reachability를 Strengths of Reachability라고 불린다.

하나의 객체는 여러 strong reference, soft reference, weak reference, phantom reference의 다양한 조합으로 참조될 수 있다.

Java GC는 root set으로부터 시작해서 객체에 대한 모든 경로를 탐색하고 그 경로에 있는 reference object들을 조사하여 그 객체에 대한 reachability를 결정한다. 다양한 참조 관계의 결과, 하나의 객체는 다음 5가지 reachability 중 하나가 될 수 있다.

5가지 Reachability

  • strongly reachable: root set으로 시작하여 어떤 reference object가 없는 사슬이 하나라도 있는 객체
  • softly reachable: strongly reachable 객체가 아닌 객체 중에 soft reference만 통과하는 참조 사슬이 하나라도 있는 객체
  • weakly reachable: strongly reachable 객체가 아닌 객체 중에 weak reference만 통과하는 참조 사슬이 하나라도 있는 객체
  • phantomly reachable: strongly reachable 객체, softly reachable 객체, weakly reachable 객체 모두 해당되지 않는 객체. 이 객체는 파이널라이즈(finalize)되었지만 아직 메모리가 회수되지 않은 상태이다.
  • unreachable: root set으로 부터 시작되는 참조 사슬로 참조되지 않는 객체

Reachability에 대해 더 적고 싶지만 길어져 다음 md로 넘기려고 한다.

Reference