가비지 컬렉션 핥기. (표시하고 쓸기)

 지난번에 가비지 컬렉션 알고리즘 중 하나인, 참조 세기를 확인 하였다. 이번에는 표시하고 쓸기 알고리즘을 확인 하려고 한다. 참조 세기의 단점인 서로 참조 하고 있는 상황에는 메모리에서 제거되지 않아, 문제가 있다고 말하였다.

 표시하고 쓸기에서는 서로 참조 하고 있더라도 확실히 메모리에서 제거 할 수 있게 된다.

 표시하고 쓸기를 간단하게 말하면, "닿을 수 없는 것을 메모리에서 제거한다."라고 설명 할 수 있다.

 표시하고 쓸기(Mark-and-sweep) 가비지 컬렉션

 닿을 수 없다. 라는 것을 확인 하기 위하여, roots라는 오브젝트 집합을 이용한다.

 간단한 예시를 확인 해보자. 일단 우리는 roots라는 오브젝트를 확인 할 수 없으니, window가 roots중에 하나라고 생각 하자.

var x = {
    a: [1,2,3,4],
    b: 1
}
var y = x.a

 위의 상황에서 메모리를 표로 만들어 보자.

 간단하게 위처럼 그릴수 있을 것이다. 이 상황에서 x의 값을 바꾸면 어떻게 될까?

x = null

 위처럼 더 이상 b(1)에 접근이 불가능 하게 된다. 이게 간단하게 표시한 표시하고 쓸기라고 보면 된다. 뭐 물론 위에서는 변수만 표현 하였지만. 실제로는 x의 값이 null로 바뀌었으니, {a, b} <= 이 객체 자체도 접근이 불가능하게 되니 메모리에서 해당 주소가 제거 될 것이다.

 참조세기와 달리 닿지 않는 것을 메모리에서 제거를 하니 서로참조가 생기더라도 문제가 없다. 아래의 상황을 확인해보자.

var z = {
    a: [1,2]
}

z.b = z.a
z.a = z.b

z = null

 위처럼 root에서 접근 할 수 있는가? 에 대한 판단이기 때문에 위처럼 서로 참고 하고 있다하더라도 위처럼 제거 하게 된다.

 조금 더 자세하게 설명 하기 위해 간단한 코드로 해당 로직을 살펴보자.

// for each root in the roots {
    mark(root)
// }

 처음 가비지 컬렉터가 실행 되게 되면 위처럼 roots를 순회하며, mark를 해주는 함수를 호출 할 것이다.

function mark(object) {
    if(object.marked) {
        return
    }

    object.marked = true
    // for each childObject in the object {
        mark(childObject)
    // }
}

 mark 함수는 서로참조의 경우에 이미 mark한 object를 또 순회하게 되므로 marked 여부를 확인 하고, 닿을 수 있다는 의미로 marked를 참 값으로 바꿀 것이다. 그리고 하위 오브젝트들을 순회 한다.

sweep()

 마크를 전부 끝낸 이후에 sweep 함수를 실행 할 것이다.

function sweep() {
    // for each object in the heap {
        if(!object.marked) {
            heap.release(object)
        }
    // }
}

 sweep 함수는 위처럼 heap을 순회 하며 marked 되지 않은 값은 메모리에서 제거 하는 작업을 수행 한다.

 참조 세기도 마찬가지이지만, 이번 표시하고 쓸기도 꽤나 간단한 로직이다. 뭐 물론 실제로 구현 한다면, 위처럼 간단할 것이라 보지는 않는다. 하지만, 개념적으로는 간단한 내용이니, 알아두면 주변 개발자들이 가비지 컬렉션 이야기 할 때에 말을 주고 받을 수 있을 정도는 될 것이라 생각한다.