Java 메모리 구조, OOM 원인 (Heap / PermGen / Metaspace 차이)

1. 개요

Java 서비스 운영 중 OutOfMemoryError(OOM)를 경험하면서
Heap, PermGen, Metaspace의 역할과 차이를 정리.

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2. Heap 메모리

✔ 역할

• 실제 애플리케이션 데이터 저장
• 객체, 배열, 컬렉션 등

✔ 특징

• GC(가비지 컬렉션) 대상
• JVM 메모리 중 가장 중요

✔ 설정 옵션

-Xms (초기 힙 크기)
-Xmx (최대 힙 크기)

✔ OOM 발생 형태

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

👉 대부분의 OOM은 여기서 발생

이런 경우 해당 프로세스의 -Xms -Xmx 설정값을 상황에 맞게 조절하여 재기동 시 해소 된다. 

 

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3. PermGen (Java 7까지)

✔ 역할

• 클래스 메타데이터 저장
• 클래스 구조, 메서드 정보, static 변수

✔ 특징

• Heap과 별도 영역
• 크기 제한 필요

✔ 설정 옵션

-XX:PermSize
-XX:MaxPermSize

✔ OOM 발생 형태

OutOfMemoryError: PermGen space

❗ 문제점

• 크기 튜닝 어려움
• WAS(톰캣) 환경에서 OOM 자주 발생

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4. Metaspace (Java 8 이후)

✔ 역할

• PermGen을 대체
• 클래스 메타데이터 저장

✔ 특징

• Heap 밖 (Native Memory 사용)
• 기본적으로 자동 확장

✔ 설정 옵션

-XX:MaxMetaspaceSize

✔ OOM 발생 형태

OutOfMemoryError: Metaspace

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5. 구조 비교

✔ Java 7

Heap (-Xmx)
 ├─ Young
 └─ Old

PermGen (별도 영역)

✔ Java 8+

Heap (-Xmx)
 ├─ Young
 └─ Old

Metaspace (Native Memory)

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6. 핵심 차이

구분	PermGen	Metaspace
위치	JVM 내부	OS 메모리
크기	고정	자동 확장
관리	직접 설정 필요	거의 자동
안정성	낮음	높음

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7. 실무 관점에서의 OOM 원인

✔ Heap OOM (가장 흔함)

• 트래픽 증가
• 객체 누적
• 캐시/세션 증가

 해결: -Xmx 증가 또는 구조 개선

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✔ Metaspace OOM

• 클래스 로딩 과다
• 클래스 로더 누수

해당 이슈는 드물게 발생한다. 

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8. 결론

• Heap → 실제 데이터 처리
• Metaspace → 클래스 정보 저장
• 두 영역은 서로 독립적

대부분의 OOM은 Heap 부족 문제