Runtime Constant Pool

상수 풀이라고도 부른다
Java 8 이전에는 JVM(Java Virtual Machine)- Perm 영역에 저장되었고, 이후부터는 JVM - Metaspace 영역에 저장된다

Constant Pool(Class file Constant Pool)이 런타임 시 이 영역으로 저장된다

주로 클래스/인터페이스의 상수 정보(리터럴 상수, 타입, 필드, 메소드)를 저정한다

클래스 상수 풀 또한 클래스로더에 의해 클래스를 로딩할 때 Runtime Constant Pool에 저장된다

Perm(Permanent Generation) -> Metaspace

Perm : 힙(Heap) 메모리영역의 일부
Metaspace : 네이티브 메모리(Native Memory)(OS에서 관리하는 메모리)

Perm 영역에 데이터가 저장될 때는 클래스, Metadata 로딩 과정에서 메모리 누수가 발생했다
또한 Perm 영역의 크기를 고정적으로 설정해야 해 메모리 부족으로 Out Of Memory Error가 발생하는 일이 있었다

이를 개선하기 위해 Constant Pool을 Metaspace 영역으로 이관했다

Metaspace 영역은 JVM의 Native Memory를 사용하며 JVM이 관리하기 때문에 메모리가 동적으로 관리되며 필요한 경우 OS에게 요청해 메모리를 추가 할당할 수 있다

이관하며 클래스 로딩이 많은 애플리케이션에서 이점을 보게 되었다

궁금증

떠오르는 몇 가지 질문을 해소하고 가도록 하자

메모리는 계속 확장되나?

Metaspace는 필요에 따라 자동으로 확장되므로, 제한을 두지 않으면 과도한 메모리 사용이 발생할 수 있다
MaxMetaspaceSize 라는 옵션이 있어 상한선을 설정할 수 있다고 한다

Metaspace의 메모리 관리는 어떻게 이루어지나?

Metaspace는 클래스로더 단위로 메모리를 관리한다. Metaspace는 클래스 로더별로 메모리 블록을 할당하며, 각 블록은 여러 개의 클래스 메터데이터를 저장할 수 있는 크기로 설게된다.[^JEP_122:Remove_the_Permanent_Generation]
물론 더 많은 클래스를 로드하면 동적으로 블록이 할당된다.

클래스 로더가 소멸될 때, 해당 클래스 로더와 연관된 모든 블록이 한 번에 해제된다. 이를 통해 메모리 관리를 효율적으로 하고, 클래스 로더가 소멸될 때 관련 모든 메모리를 한 번에 해제할 수 있어 메모리 누수 위험이 감소한다.

그러나 부적절한 클래스 로더 사용으로 인한 누수 문제는 남아있기 때문에, 클래스 로더를 올바르게 사용해야 한다

Metaspace에서의 GC?

Metaspace는 가비지 콜렉터(Garbage Collector, GC) 기능을 가지고 있어서, 용량이 가득 찼을 때 더 이상 사용하지 않는 클래스 메터데이터들을 제거한다.

이때 GC의 대상이 되는 메타데이터는, 자신을 로드한 클래스로더가 힙 메모리에서 GC된 것들이다.
즉, 자신을 로드한 클래스로더가 힙에 살아있으면 GC 되지 않는다. 이 때문에 클래스로더 메모리 누수 문제가 발생할 수 있다.