[JAVA] Java8부터는 static이 heap영역에 저장된다?

static은 런타임시 클래스 로더에 의해 메서드 영역에 적재되며 프로그램이 종료될 때 까지 GC에 대상이 아니라고 알고있었다. 그런데, permanent영역과 metaspace에 관련된 글을 읽는 중 static이 heap영역으로 할당된다는 말이있어 혼란스러웠다.

먼저 permanent영역과 metaspace영역에 대해서 정리해보자.

permanent영역

• permanent영역은 클래스 내부의 메타 데이터를 저장하는 영역이다.
• heap영역에 속하며 class, method meta data, static object, variable, constant pool등을 관리했다.
• java8이전에는 permanent영역은 method영역으로 사용되었다.
• java8이후부터 사라졌으며 metaspace영역으로 대체되었다.

metaspace영역

• java8부터 생긴 영역으로 permanent영역이 관리하던 정보를 저장한다.
• permanent영역과는 다르게 native memory영역으로서 jvm이 아닌 os에서 관리한다.
• method영역이 metaspace에 속한다.

일단, 여러 글을 읽으면서 permenent영역을 사람들마다 heap영역으로 보거나 heap영역이 아니라고 보는 관점이 있어 더 혼란스럽게 느껴졌다. permenent영역을 heap영역으로 본다면 static은 heap에서 관리한다는 말도 틀린 표현은 아니다. 하지만, 이 글에서는 permenent영역을 heap영역과 분리하는 관점에서 진행해보겠다.

우선 jdk8의 레퍼런스를 보면 아래와 같은 내용이 나온다.

https://openjdk.java.net/jeps/122

내용을 해석해보자면, hotspot jvm에서 permanent영역은 제거되고 permenent에서 관리하던 class metadata, interned String, class static variable은 heap영역이나 native memory영역으로 옮겨졌다. 더 정확한 표현으로 class meta-data는 native memory로 interned String과 class static은 heap영역으로 할당된다.

java8부터는 static을 heap영역에서 관리한다는 말이었다. 그렇다면 static을 사용해도 gc에 대상이되나 혼란스러웠다.
그런데, 글을 자세히 살펴보면 class statics, class static variables라는 표현을 사용한다. 즉, static object를 의미한다.
우선 static은 아래와 같은 방식으로 사용될 수 있다.

static int i = 1; //1. primitive타입으로 선언된 static field
static void a(){} //2. 
static method static A a = new A(); //3. reference형식의 static field (static object)

primitive타입의 static variable, static method, reference형식의 Object는 permenent영역에 저장된다.

static A a = new ArrayList<A>(); . . . a.add(new A()); a.add(new A()); a.add(new A()); . . . 

문제는 위와 같이 collection 형태로 static object로서 생성되었고, 이후 collection에 객체가 새롭게 추가되는 상황이라면 permenent영역의 memory부족으로 OOM이 발생할 수 있다. 실제로 permenent영역에 메모리 부족문제는 종종 발생하던 이슈였다고 한다.

Java8부터는 permenent영역이 없어지고 metaspace가 생겼다. 기존에 perment영역에 저장되던 static object는 heap영역에 저장되도록 변경되었다(reference는 여전히 metaspace에서 관리된다). 그렇기 때문에 참조를 잃은 static object는 GC의 대상이 될 수 있다.

결론은 Java8이전은 Static Object는 permanent영역, Java8버전부터 heap영역에서 관리된다.