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Java 8에서 JVM의 변화 : PermGen이 사라지고 Metaspace가 등장하다.

2020-09-30
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Java

해당 글은 책과 강의를 바탕으로 작성하였습니다.

Prologue

  • Java 8가 나오면서 JVM 영역에서 변화가 있었다.

    JVM의 여러 메모리 영역 중에

    Permanent Generation 메모리 영역이 없어지고 Metaspace 영역이 생겼다.

Java 7 HotSpot JVM

<----- Java Heap ----->             <--- Native Memory --->
+------+----+----+-----+-----------+--------+--------------+
| Eden | S0 | S1 | Old | Permanent | C Heap | Thread Stack |
+------+----+----+-----+-----------+--------+--------------+
                        <--------->
                       Permanent Heap
S0: Survivor 0
S1: Survivor 1


Java 8 HotSpot JVM

<----- Java Heap -----> <--------- Native Memory --------->
+------+----+----+-----+-----------+--------+--------------+
| Eden | S0 | S1 | Old | Metaspace | C Heap | Thread Stack |
+------+----+----+-----+-----------+--------+--------------+

Permanent Generation

JVM Argument

-XX:PermSize=N      --> PermGen Default Size 설정
-XX:MaxPermSize=N   --> PermGen Max Size 설정

Metaspace

  • Metaspace는 Java의 Classloader가

    현재까지 로드한 Class들의 Metadata가 저장되는 공간이다.

  • 중요한 건 Heap 영역이 아니라 Native 메모리 영역에 위치한다.

  • Default로 제한된 크기를 가지고 있지 않다.

    그래서 필요한 만큼 계속 늘어난다.

  • Java 8부터는 PermGen 관련 JVM 옵션은 무시한다.

JVM Argument

-XX:MetaspaceSize=N    --> Metaspace Default Size 설정
-XX:MaxMetaspaceSize=N --> Metaspace Max Size 설정

Java 메모리 구조

  • 우선 위 그림을 보면 JVM Option이 어떤 영역을 제어하는지 알 수 있다.

  • 그런데 여기서 주목해야 하는 부분은 Heap과 Metaspace이다.

  • 참고로 다음 키워드는 Metaspace와 같다.

    (= Native Area, Native Memory, Off-Heap, Non-heap, Direct Memory 등 )

    그리고 이 영역을 시스템의 기본 메모리라고 생각하면 된다.

Java 메모리 설정

  • Java 어플리케이션은 크게 Heap과 Metaspace 두 공간을 활용하여 동작한다.

    그러므로 어플리케이션 메모리를 결정하기 위해서는

    단순히 Xmx(Heap 메모리 최대치를 결정하는 Java 옵션) 값만 생각하면 OOME에 빠지기 쉽다.

  • 실제로는 Xmx에 MaxMetaspace 값을 더하고

    추가로 프로그램에서 NIO(Non-blocking I/O)를 통해

    Native Memory를 직접 할당받는 로직을 고려해서

    Heap + Metaspace 사용량을 할당해야 비교적 정확하다.

Monitoring

Q&A

Q. 그렇다면 왜 Perm이 사라지고 Metaspace가 추가된 것일까?

  • Metaspace 영역은

    JVM에 의해 관리되는 Heap이 아닌

    OS 레벨에서 관리되는 Native 메모리 영역이다.

  • 그러므로 Metaspace가 Native 메모리를 이용함으로서

    개발자는 영역 확보의 상한을 크게 의식할 필요가 없어지게 되었다.

Java 8 미만 환경에서 PermSize

Java 8 이상 환경에서 Metaspace

  • Metaspace가 PermGen보다 비교할 수 없을 만큼 큰 Size를 갖고 있다.

Summary

  • Metaspace는 Java 개발자에게 있어서 중요한 개념이라고 생각이 든다.

    그런 의미로 더 Deep하게 공부해봐야겠다.

Reference

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