컴퓨터 프로그래밍에서 메모리 관리는 매우 중요합니다. 메모리 누수나 잘못된 메모리 할당으로 인해 프로그램이 느려지거나 충돌할 수 있기 때문입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 가비지 컬렉션(Garbage Collection)이 도입되었습니다. 가비지 컬렉션은 자동으로 더 이상 사용하지 않는 메모리를 회수하여 재사용할 수 있도록 도와줍니다.
가비지 컬렉션의 작동 원리
가비지 컬렉션은 프로그램이 실행 중인 동안 할당된 메모리를 모니터링하고, 더 이상 사용되지 않는 객체들을 식별합니다. 이들 객체는 가비지라고도 불리며, 해당 객체에 할당된 메모리는 회수됩니다. 가비지 컬렉션은 자동으로 이러한 가비지들을 찾아내고 메모리를 회수하기 때문에 프로그래머가 명시적으로 메모리를 해제할 필요가 없습니다.
가비지 컬렉션은 주로 두 가지 방식으로 작동합니다. 첫째, “참조 계수(Reference Counting)”라는 방식은 객체를 참조하는 변수의 개수를 세어서 해당 변수의 개수가 0이 되면 해당 객체를 삭제하는 방식입니다. 하지만 이 방식은 순환 참조(circular reference)에 취약하고 추가적인 오버헤드가 발생할 수 있으므로 실제로는 잘 사용되지 않습니다.
둘째, “도달 가능성(Reachability)”라는 방식은 프로그램이 실행되면서 객체들 간의 참조 관계를 분석하여 루트(root) 객체로부터 시작하여 도달 가능한(reachable) 객체들을 식별합니다. 도달 가능하지 않은(unreachable) 객체들은 더 이상 사용되지 않고 메모리 회수 대상으로 간주됩니다. 이 방식은 객체 간의 순환 참조 문제를 해결할 수 있으며, 효율적인 메모리 회수를 위해 여러 알고리즘과 전략이 사용됩니다.
가비지 컬렉션의 이점
- 메모리 누수 방지: 명시적인 메모리 해제를 신경쓰지 않고 프로그램을 작성할 수 있기 때문에 메모리 누수를 예방할 수 있습니다. 가비지 컬렉션은 자동으로 더 이상 사용되지 않는 메모리를 회수하여 시스템의 안정성을 향상시킵니다.
- 편리한 개발: 가비지 컬렉션은 개발자가 메모리 관리에 대한 부담을 덜어줍니다. 메모리를 할당하고 해제하는 복잡한 작업을 처리하지 않아도 되므로 개발이 더욱 편리해집니다.
- 성능 개선: 가비지 컬렉션은 효율적인 메모리 사용을 도와줍니다. 더 이상 사용되지 않는 메모리를 회수하여 공간을 확보할 수 있으므로 메모리 사용량을 최적화할 수 있습니다. 또한, 가비지 컬렉션 알고리즘은 프로그램 실행을 지연시키지 않으면서 메모리 회수 작업을 수행하므로 성능에도 긍정적인 영향을 줍니다.
참고 문헌:
- MDN Web Docs - Garbage collection
- Understanding Garbage Collection and hunting Memory Leaks in JavaScript