Hacker News 2026.04.06 21

가비지 컬렉터, 직접 만들어보면 이렇게 재밌어요 — Baby's Second GC 이야기

가비지 컬렉터를 직접 만들어본다고요?

프로그래밍을 하면서 "가비지 컬렉터(Garbage Collector, GC)"라는 말은 많이 들어봤을 거예요. Java, Python, Go, JavaScript 같은 언어들이 메모리를 자동으로 관리해주는 바로 그 기능이죠. 근데 이걸 직접 구현해본 적은 있으세요? Matheus Moreira라는 개발자가 "Baby's Second Garbage Collector"라는 제목으로, GC를 밑바닥부터 만들어보는 과정을 아주 친절하게 풀어놓은 글이 있어서 소개해드릴게요.

제목에 "Second"가 붙은 이유는, Bob Nystrom의 유명한 글 "Baby's First Garbage Collector"의 후속편 격이기 때문이에요. 첫 번째 글에서 가장 기본적인 mark-and-sweep GC를 만들었다면, 이번에는 거기서 한 단계 더 발전된 구현을 다루는 거예요.

핵심 내용: GC는 어떻게 동작하는 걸까?

먼저 가비지 컬렉터가 뭔지부터 쉽게 설명할게요. 프로그램이 실행되면 메모리를 계속 할당받아 사용해요. 변수를 만들고, 객체를 생성하고, 리스트에 데이터를 넣고... 그런데 이렇게 쓴 메모리 중에서 더 이상 필요 없어진 것들이 있잖아요. 이걸 자동으로 찾아서 정리해주는 게 가비지 컬렉터예요. 쓰레기(garbage)를 수거(collect)한다는 뜻이죠.

가장 기본적인 방식이 mark-and-sweep이에요. 이게 뭐냐면, 두 단계로 나뉘어요. 먼저 mark 단계에서는 "지금 프로그램이 실제로 사용하고 있는 객체"를 전부 찾아서 표시(mark)해요. 시작점은 보통 스택에 있는 변수들이고, 거기서부터 참조를 따라가면서 "이건 살아있다"고 마킹하는 거예요. 마치 실타래를 따라가듯이요. 그 다음 sweep 단계에서는 마킹되지 않은 객체들을 전부 메모리에서 해제해요. 아무도 참조하지 않으니 쓰레기라고 판단하는 거죠.

이 글에서는 기본적인 mark-and-sweep을 넘어서, 좀 더 효율적인 기법들을 소개해요. 예를 들어 세대별 GC(generational GC)라는 개념이 있는데, 이건 "대부분의 객체는 생성된 직후에 곧바로 쓸모없어진다"는 관찰에 기반한 거예요. 그래서 젊은 세대(young generation)와 오래된 세대(old generation)를 나눠서, 젊은 세대만 자주 수거하면 효율이 좋아진다는 아이디어예요. 마트에서 유통기한 짧은 식품 코너를 더 자주 점검하는 것과 비슷하다고 보면 돼요.

글에서는 실제 C 코드를 보여주면서 구현 과정을 단계별로 설명하는데요, 메모리 할당, 객체 간 참조 추적, mark 단계에서의 그래프 탐색, sweep 단계에서의 메모리 해제까지 하나하나 짚어줘요. 추상적인 개념이 코드로 구체화되는 과정을 보는 게 정말 재밌거든요.

업계 맥락: 왜 GC를 이해하는 게 중요한가

"어차피 언어가 알아서 해주는 건데 왜 직접 만들어?"라고 생각할 수 있는데, GC의 동작 원리를 이해하는 건 실무에서 꽤 큰 차이를 만들어요. Java에서 GC 튜닝은 대규모 서비스의 성능을 좌우하는 핵심 기술이에요. Go의 GC가 왜 저지연(low-latency)에 유리한지, Python의 참조 카운팅(reference counting)과 순환 참조 탐지가 어떻게 동작하는지를 알면 메모리 누수를 디버깅할 때 훨씬 빠르게 원인을 찾을 수 있거든요.

최근에는 Rust가 GC 없이 소유권 시스템으로 메모리를 관리하는 접근이 주목받으면서, "GC가 정말 필요한가?"라는 근본적인 질문도 나오고 있어요. 하지만 대부분의 메인스트림 언어들은 여전히 GC를 사용하고 있고, 그 내부를 이해하는 건 더 좋은 코드를 쓰는 데 분명히 도움이 돼요.

한국 개발자에게 주는 시사점

이런 류의 "밑바닥부터 구현해보기" 콘텐츠는 면접 준비에도 도움이 되지만, 그보다 더 중요한 건 CS 기본기를 탄탄하게 해준다는 거예요. 한국 개발자 커뮤니티에서도 "내부 동작 원리를 알아야 한다" vs "그냥 쓸 줄 알면 된다" 논쟁이 종종 있는데, 적어도 GC에 관해서는 원리를 아는 게 실무 디버깅 능력에 직접적인 영향을 줘요.

특히 주니어 개발자분들에게 추천하고 싶어요. Bob Nystrom의 "Crafting Interpreters"와 함께 이 글을 읽으면, 프로그래밍 언어가 어떻게 동작하는지에 대한 큰 그림을 그릴 수 있거든요. 꼭 언어를 만들 일이 없더라도, 이런 기본기가 쌓이면 어떤 기술을 만나도 빠르게 이해할 수 있게 돼요.