가비지 컬렉션(Garbage Collection)은 파이썬과 같은 고수준 프로그래밍 언어에서 자동으로 메모리를 관리하는 중요한 개념입니다. 메모리 관리는 프로그래밍에서 매우 중요한 요소로, 효율적인 가비지 컬렉션 동작 방식을 이해하는 것은 파이썬 프로그래머에게 필수적입니다.

가비지 컬렉션의 역할

파이썬에서는 개발자가 메모리 할당과 해제를 직접 관리할 필요 없이, 가비지 컬렉션을 통해 사용하지 않는 객체들을 자동으로 해제할 수 있습니다. 가비지 컬렉션은 더 이상 참조되지 않는 객체를 찾아내어 메모리를 해제하는 역할을 수행합니다. 이를 통해 파이썬은 메모리 누수(memory leak)와 같은 문제를 방지하고, 메모리를 효율적으로 사용할 수 있게 됩니다.

가비지 컬렉션 동작 방식

가비지 컬렉션은 참조 카운팅(Reference Counting)과 대상 추적(Mark and Sweep) 두 가지 방식을 사용합니다.

1. 참조 카운팅

참조 카운팅은 객체가 참조될 때마다 카운터를 증가시키고, 참조가 해제될 때마다 카운터를 감소시키는 방식입니다. 카운터가 0이 되면 해당 객체는 더 이상 참조되지 않는 것으로 판단되어 가비지 컬렉션이 실행되어 메모리가 해제됩니다. 하지만 순환 참조(circular reference)와 같은 상황에서는 순환 참조된 객체들이 카운터가 0이 되지 않아 가비지 컬렉션이 동작하지 않는 경우가 발생할 수 있습니다.

2. 대상 추적

대상 추적은 가비지 컬렉션이 실행될 때마다, 현재 실행 중인 프로그램에서 참조되는 객체들을 추적하는 방식입니다. 먼저 모든 객체를 스캔하여 가비지 컬렉션으로부터 보호되는 루트(root) 객체들을 식별합니다. 이후에는 루트 객체부터 시작하여 참조되는 객체를 순차적으로 추적하고, 참조되지 않은 객체를 해제하는 방식으로 동작합니다.

요약

파이썬에서의 가비지 컬렉션 동작 방식을 이해하는 것은 메모리 관리에 필수적인 요소입니다. 가비지 컬렉션은 더 이상 사용되지 않는 객체를 자동으로 해제하여 메모리를 효율적으로 관리합니다. 이를 통해 파이썬 프로그래머는 메모리 누수와 같은 문제를 방지하고, 안정적인 프로그램을 작성할 수 있게 됩니다.

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