자바 - Z 가비지 컬렉터 (ZGC)

안녕하세요, 미래의 자바 마법사 여러분! ? 저는 여러분이 자바와 그 고급 가비지 수거 메커니즘인 Z 가비지 컬렉터(ZGC)의 세계로 향하는 흥미로운 여정을 안내하는 것을 기쁩니다. 프로그래밍에 새로운 사람이라도 걱정하지 마세요 – 우리는 기본부터 시작하여 점진적으로 고급으로 나갈 것입니다. 그럼, 좋아하는 음료를 준비하고 편하게 앉아서 함께 빠르게 탐험해보세요!

Java - Z Garbage Collector (ZGC)

ZGC는 무엇인가요?

끝없는 파티가 있다고 상상해봅시다. (재밌겠죠?) 파티가 계속되면 손님들이 빈 컵, 접시, 그리고 기타 쓰레기를 남기게 됩니다. 이때 파티를 멈추어 쓰레기를 치우는 것을 원하지는 않겠죠? 이때 우리의 영웅, Z 가비지 컬렉터가 등장합니다!

ZGC는 자바 프로그램에 대한 슈퍼 효율적이고 시각할 수 없는 청소 팀과 같습니다. 그것은 테라바이트까지의 대량의 메모리를 처리하는 동안 프로그램이 원활하게 실행되도록 유지하며 최소한의 일시정지를 유발합니다.

짧은 역사

ZGC는 자바 11에서 실험적인 기능으로 도입되었고, 자바 15에서 제품화된 것으로 사용할 수 있습니다. 이는 오라클의 뛰어난 지성들이 대규모 자바 애플리케이션의 메모리 관리 문제를 해결하기 위해 수년間의 연구와 개발의 결과입니다.

Z 가비지 컬렉터의 특징

ZGC의 슈퍼 파워를 살펴보겠습니다:

낮은 지연 시간: ZGC는 헤드 크기와 관계없이 몇 밀리초 만에 가비지 수거를 수행할 수 있습니다. 이는 자바 애플리케이션이 매우 큰 데이터를 처리하는 동안도 반응형이 되는 것을 의미합니다.
스케일러블성: 헤드가 8MB든 16TB든 ZGC는 효율적으로 처리할 수 있습니다. 다양한 메모리 크기를 효율적으로 처리하기 위해 설계되었습니다.
동시 처리: ZGC는 자바 애플리케이션이 실행되는 동안 대부분의 작업을 수행하여 "세상을 멈추는" 일시정지의 필요성을 최소화합니다.
컬러드 포인터: ZGC는 "컬러드 포인터"라는 기술을 사용하여 객체를 추적하여 가비지 수거를 빠르게 합니다.
동적 메모리 관리: ZGC는 사용되지 않는 메모리를 운영 체제로 반환하여 전체 시스템 성능을 최적화할 수 있습니다.

ZGC 사용하기

이제 손을 더러워 ZGC를 자바 프로그램에서 어떻게 사용할 수 있는지 살펴보겠습니다!

ZGC 활성화

ZGC를 활성화하려면 자바 애플리케이션을 실행할 때 명령줄 플래그를 추가해야 합니다. 이렇게 하면 됩니다:

java -XX:+UseZGC YourJavaProgram

이렇게 하면 자바 가상 머신(JVM)이 기본 가비지 컬렉터 대신 ZGC를 사용하도록 설정됩니다.

ZGC 튜닝

ZGC는 기본적으로 잘 작동하지만, 특정 요구사항에 맞게 재조정할 수 있습니다.以下는 유용한 플래그들입니다:

플래그	설명
`-XX:ZCollectionInterval=<초>`	가비지 수거 주기 사이의 시간을 설정합니다
`-XX:ZAllocationSpikeTolerance=<팩터>`	ZGC가 갑자기 증가하는 할당 속도에 어떻게 반응할지 조정합니다
`-XX:ZFragmentationLimit=<퍼센트>`	헤스트의 최대 허용 파편화를 설정합니다

이제 이 플래그들을 어떻게 사용할 수 있는지 예제를 살펴보겠습니다:

java -XX:+UseZGC -XX:ZCollectionInterval=300 -XX:ZAllocationSpikeTolerance=5 MyJavaApp

이 명령은 ZGC를 활성화하고, 수거 주기를 300초로 설정하고, 할당 스파이크 토ler런스를 5로 증가시킵니다.

간단한 ZGC 데모

ZGC의 정말 가치를 이해하기 위해, 많은 메모리를 할당하는 간단한 자바 프로그램을 만들어보겠습니다:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ZGCDemo {
public static void main(String[] args) {
List<byte[]> list = new ArrayList<>();
while (true) {
byte[] b = new byte[1024 * 1024]; // 1MB 할당
list.add(b);
if (list.size() % 100 == 0) {
System.out.println("Allocated " + list.size() + "MB");
try {
Thread.sleep(1000); // 1초 대기
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}

이 프로그램은 지속적으로 1MB씩 메모리를 할당합니다. 효율적인 가비지 수거가 없다면 빨리 메모리가 부족해질 텐데, ZGC를 사용하면 오랜 시간 동안 문제 없이 실행됩니다.

이를 ZGC로 실행하려면 다음과 같이 하세요:

java -XX:+UseZGC ZGCDemo

이 프로그램이 더 많은 메모리를 할당하는 동안도 반응형이 되고, 장시간의 일시정지가 발생하지 않는 것을 알 수 있습니다.

ZGC vs. 다른 가비지 컬렉터

ZGC는 도시에 있는 유일한 가비지 컬렉터가 아닙니다. 다른 인기 있는 옵션과 비교해보겠습니다:

G1GC (Garbage-First Garbage Collector):

장점: 큰 헤드와 낮은 일시정지 시간에 적합
단점: ZGC보다 매우 큰 헤드에서 낮은 지연 시간이 아님

ParallelGC:

장점: 배치 처리에 적합한 좋은 트로ugh푸
단점: ZGC보다 더 긴 일시정지 시간

CMS (Concurrent Mark Sweep):

장점: 낮은 일시정지 시간
단점: 자바 9에서 더 이상 지원되지 않으며 자바 14에서 제거됨

ZGC는 특히 큰 헤드에서 일관된 낮은 일시정지 시간이 필요할 때 빛나는 것입니다. 그러나 다른 컬렉터보다 약간 더 많은 CPU를 사용할 수 있습니다.

ZGC 사용时的 베스트 프랙티스

애플리케이션 모니터링: JConsole이나 VisualVM과 같은 도구를 사용하여 애플리케이션의 메모리 사용量和 가비지 수거 행동을 모니터링하세요.
헤드 크기 적절히 설정: 애플리케이션의 요구사항에 맞게 시작하고 조정하세요.
JVM 로깅: ZGC의 행동에 대한 인사이트를 얻기 위해 GC 로깅을 활성화하세요:

java -XX:+UseZGC -Xlog:gc* YourJavaApp

애플리케이션 유형 고려: ZGC는 낮은 지연 시간이 필요한 애플리케이션에 적합하지만, 트로ugh푸가 주요 우려라면 다른 컬렉터를 고려하세요.
최신 버전 유지: ZGC는 지속적으로 개선됩니다. 자바 버전을 최신으로 유지하여 최신 개선 사항을 활용하세요.

결론

축하합니다! 여러분은 ZGC와 함께 자바의 고급 메모리 관리의 첫 걸음을踏み出しました. 가비지 수거는 치아를 물리는 것과 같습니다 – 필수적이고 배후에서 일어나며, 제대로 하면 거의 인식하지 못합니다!

자바 여정을 계속하면서 더 많이 탐험하고 실험해보세요. 더 많이 연습하면 이러한 개념에 더 익숙해질 것입니다. 그리고谁知道? 아마도 언젠가는 여러분이 다음 세대의 가비지 컬렉터를 설계하는那一天가 올 수 있습니다!

코딩을 즐겁게, 여러분의 가비지는 항상 효율적으로 수거될 것입니다! ??️

Credits: Image by storyset