GC(가비지 컬렉션)의 리듬을 읽는 법 자바 C# Go 개발자를 위한 메모리 튜닝 인사이트

서버가 느려질 때 대부분의 개발자는 CPU나 네트워크를 의심하지만, 진짜 원인은 종종 GC(Garbage Collection)의 리듬에 있습니다. 저도 예전에 Java 서버가 주기적으로 멈추는 현상을 겪었는데, 알고 보니 GC가 메모리를 회수하느라 잠시 멈춰 있었던 거죠. GC는 단순히 ‘쓰레기 청소기’가 아니라, 프로그램의 생명 주기를 조율하는 리듬 메이커입니다. 이 리듬을 이해하지 못하면, 아무리 코드를 최적화해도 성능이 들쭉날쭉해집니다. 이 글에서는 Java, C#, Go의 GC 메커니즘을 비교하며, 각 언어에서 메모리 튜닝을 어떻게 접근해야 하는지 실전적인 인사이트를 공유하려 합니다.

 

 

 

Java: 세대별 GC의 박자 맞추기

Java의 GC는 오랜 세월 동안 진화해왔습니다. 기본 개념은 세대별 수집(Generational Collection)입니다. 새로 생성된 객체는 Young Generation에, 오래 살아남은 객체는 Old Generation으로 이동하죠. 이 구조 덕분에 대부분의 GC는 빠르게 끝나지만, Old 영역이 가득 차면 Full GC가 발생하며 애플리케이션이 잠시 멈춥니다. 저는 한 번은 Full GC가 10초 이상 걸려 서비스가 멈춘 적이 있었는데, 원인은 캐시 객체를 무한히 쌓아둔 코드였습니다.

 

이후 -Xmx, -Xms를 조정하고, G1GC로 전환하니 GC 시간이 절반 이하로 줄었습니다. G1GC는 메모리를 작은 Region 단위로 나누어 병렬로 수집하기 때문에, Stop-the-world 시간을 최소화합니다. Java에서 중요한 건 “GC를 없애는 게 아니라, 예측 가능한 주기로 만들기”입니다.

 

 

C#: 세대별 GC와 LOH(대형 객체 힙)의 함정

C#의 .NET GC도 Java와 비슷하게 세대별 구조를 가집니다. 하지만 C#에는 **LOH(Large Object Heap)**이라는 독특한 영역이 있습니다. 85KB 이상의 객체는 LOH에 저장되며, 이 영역은 일반 GC와 달리 압축(compaction)을 수행하지 않습니다. 즉, 큰 배열이나 문자열을 자주 생성하면 메모리 단편화가 발생할 수 있습니다. 저는 이미지 데이터를 처리하는 서비스에서 이 문제를 겪었는데, 해결책은 간단했습니다.

 

객체 풀(Object Pool)을 만들어 재사용하도록 바꾼 거죠. 또한 .NET 6 이후에는 Server GC와 Background GC가 개선되어, 멀티코어 환경에서 훨씬 부드럽게 동작합니다. C#에서의 핵심은 “GC가 언제 일어나는가”보다 “어떤 객체가 GC를 유발하는가”를 파악하는 것입니다.

 

 

Go: 단순하지만 예측 가능한 리듬

Go의 GC는 “Stop-the-world를 최소화하라”는 철학으로 설계되었습니다. Go 1.5 이후부터는 Concurrent Mark and Sweep 방식으로 동작하며, 대부분의 GC 작업이 애플리케이션 실행과 동시에 진행됩니다. 하지만 Go의 GC는 할당 속도에 비례해 작동하기 때문에, 짧은 주기로 많은 객체를 생성하면 GC가 자주 일어납니다. 저는 Go로 API 서버를 만들 때, JSON 파싱 과정에서 매 요청마다 새로운 구조체를 생성해 성능이 급격히 떨어진 적이 있습니다. 이후 sync.Pool을 사용해 객체를 재활용하니, GC 횟수가 40% 이상 줄었습니다. Go의 GC는 단순하지만, 짧은 생명 주기의 객체를 최소화하는 것이 핵심입니다.

 

 

GC 튜닝의 공통 원칙

• 1. 객체 생명 주기를 설계하라: GC는 결과가 아니라 증상입니다. 객체가 얼마나 오래 살아남는지를 먼저 분석하세요.
• 2. 메모리 프로파일링을 습관화하라: Java의 VisualVM, .NET의 dotMemory, Go의 pprof 같은 도구로 주기적으로 메모리 패턴을 점검하세요.
• 3. 캐시와 풀을 적절히 활용하라: 재사용 가능한 객체는 GC 부담을 줄이는 가장 확실한 방법입니다.
• 4. GC 로그를 읽을 줄 알아야 한다: GC 로그는 단순한 숫자가 아니라, 애플리케이션의 호흡을 보여주는 리듬표입니다.
• 5. ‘없애기’보다 ‘조율하기’: GC는 제거 대상이 아니라, 시스템의 리듬을 맞추는 파트너입니다.

 

메모리 튜닝은 기술이 아니라 감각이다

결국 GC 튜닝은 단순한 설정 조정이 아니라, 시스템의 리듬을 읽는 감각입니다. CPU, 스레드, 네트워크가 아무리 빠르더라도, GC가 불규칙하게 작동하면 전체 성능은 흔들립니다. 저는 이제 성능 문제를 만나면 로그보다 먼저 GC 타임라인을 봅니다. 거기엔 시스템의 ‘호흡’이 담겨 있으니까요. GC를 이해한다는 건, 단순히 메모리를 관리하는 게 아니라 프로그램의 생명 주기를 설계하는 일입니다. 리듬을 읽을 줄 아는 개발자는, 어떤 언어를 쓰든 안정적인 시스템을 만들어냅니다.