메모리 관리 시뮬레이션

Heap allocation Algorithm

Buddy memory allocation - Wikipedia

• Heap 자료구조는 주로 동적으로 할당되며 블록의 크기가 일정하지 않습니다.
• 따라서 외부 단편화가 생기는 경우가 많으며 이를 방지하기 위해 빈 공간을 찾아 집어넣는 과정이 필요합니다.
• 때문에 연결리스트나 해쉬맵 자료구조가 어울립니다.

*단편화: 선형적인 자료구조를 사용한다면 가변적인 크기의 블록을 해제하고 채워가는 과정에서 중간에 padding이 많아지고 빈 공간이 많이 생기게 됩니다.

프로세스 메모리

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• 메모리 계층은 CPU와의 거리에 따라 분류됩니다.
• 레지스터 -> 캐시 -> 메인메모리 -> 보조기억장치 -> 외부기억장치 순입니다.
• 메모리의 구조는 크게 Stack, Heap, Data, Code 네 영역으로 나뉩니다.

Heap

• 메모리 구조에서의 heap은 자료구조에서의 heap과는 다릅니다.
• 동적할당에 주로 사용되는 메모리이며 일반적으로 stack보다 큰 용량을 차지합니다.
• 컴퓨터는 컴파일 시간동안 코드를 번역하고 런타임 동안 실행하는데, Heap은 이 때 크기가 결정됩니다.
• 번역할 때가 아니라 실행할 때 사용되기 때문에 컴퓨터가 아닌 사용자가 관리해야합니다.

Stack

• Stack 은 자료구조에서의 Stack 과 흡사합니다.
• LIFO 방식에 따라 동작하며 높은 주소에서 낮은 주소의 방향으로 할당됩니다.

data 영역

• 전역변수, 정적변수, 배열, 구조체 등이 저장됩니다.
• 초기화되지 않은 데이터는 BSS에 저장되며 static 변수는 공간만 할당되고 함수가 실행될 때 마저 초기화됩니다.

Code 영역

• 코드 자체를 구성합니다. 기계어로 제어됩니다.

출처 - Recorda (Tistory블로그)

JVM 에서의 GC

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• stop the world 와 mark and sweep 의 단계를 거쳐 동작합니다.

stop-the-world

• stop-the-world 는 GC 이외의 모든 쓰레드 작업을 멈추는 것입니다.
• 이 stop-the-world 시간을 줄이는 것이 GC의 효율을 높입니다.

mark-and-sweep

• 사용되는 메모리와 사용되지 않는 메모리를 식별하고
• 식별된 메모리를 해제하는 작업입니다.

Young 영역

• 매우 많은 객체가 들렸다 가는 곳입니다. Minor GC 가 발생하면서 객체가 사라집니다.

Old 영역

• Young 에서 살아남은 객체가 여기로 복사됩니다. 용량도 크게 할당하며 Major GC가 발생하면서 객체가 사라집니다.

Minor GC

• Eden: 새로 생성된 객체가 할당되는 영역
• Survivor: 살아남은 객체
• 새 객체가 Eden 영역에 할당되고 Eden이 꽉차면 Minor GC가 실행됩니다.
• 해제가 진행되다가 2개의 Survivor 영역이 꽉차면 Old 영역으로 이동하게 됩니다.

Major GC

• Old 영역의 메모리가 부족해지면 작동합니다. Young 영역보다 크기도 크고 시간도 10배 이상 오래걸립니다.

출처 - 망나니개발자 (Tistory블로그)