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id: wiki-2026-0508-stop-the-world
title: Stop the world
category: 10_Wiki/Topics
status: verified
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aliases: [P-Reinforce-AUTO-D2D9B2, STW, GC pause, Stop-the-world]
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verification_status: applied
tags: [gc, runtime, performance, latency, jvm, v8]
raw_sources: []
last_reinforced: 2026-05-10
github_commit: pending
tech_stack:
  language: Java / JS / Go
  framework: HotSpot / V8 / Go runtime
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# Stop the world

## 매 한 줄
> **"매 GC + 매 mutator 의 동시 실행 매 X — 매 모든 application thread 의 freeze, 매 GC 의 reclaim 의 후 의 resume"**. 1960s LISP MTS GC 매 origin → 1990s incremental → 2010s concurrent → 2026 매 ZGC / Shenandoah / Go 1.5+ 의 sub-millisecond STW. 매 STW 매 매 latency 의 archenemy.

## 매 핵심

### 매 왜 STW 의 필요
- **Heap traversal consistency**: 매 mark phase 매 reference graph 의 stable 의 require — 매 mutator 매 concurrent write 의 invariant break.
- **Root scanning**: 매 thread stack + 매 register 의 snapshot 의 atomic 매 collect.
- **Pointer update**: 매 compacting GC 매 매 reference 의 rewrite 의 atomic 매 require.

### 매 STW phase
- **Initial mark** (root scan) — 매 short.
- **Final mark / remark** — 매 mutator 의 missed reference 의 catch-up.
- **Reference processing** (weak/soft refs).
- **Cleanup / class unloading**.

### 매 modern GC 의 STW
- **HotSpot G1**: ~10-200ms (heap size 의 dependent).
- **HotSpot ZGC** (JDK 21+): < 1ms 매 always (concurrent compaction).
- **HotSpot Shenandoah**: < 10ms (Brooks pointers).
- **Go runtime**: < 0.5ms (concurrent + tri-color + write barrier).
- **V8 Orinoco**: < 1ms typical (parallel + concurrent + incremental).

### 매 응용
1. SLO design (p99 latency budget).
2. JVM tuning (heap + GC choice).
3. Real-time / financial / game 의 latency-critical app.

## 💻 패턴

### Pattern 1: 매 JVM 의 STW 의 measure (GC log)
```bash
# Java 21+
java -Xlog:gc*:file=gc.log:time,uptime,level,tags -Xmx4g -XX:+UseZGC App
# 매 log 의 분석
grep 'Pause' gc.log | awk '{print $NF}' | sort -n | tail
```

### Pattern 2: 매 V8 의 GC pause 의 trace (Node.js)
```bash
node --trace-gc --trace-gc-verbose app.js
# [12345:0x..] 1234 ms: Mark-sweep 64.5 (98.4) -> 32.1 (98.4) MB, 12.3 / 0.0 ms
```

### Pattern 3: 매 Go 의 GODEBUG 의 STW trace
```bash
GODEBUG=gctrace=1 ./myapp
# gc 1 @0.012s 0%: 0.012+0.36+0.005 ms clock, ...
#               ^^^^^   ^^^^^^^^   ^^^^^
#              STW init   concurrent  STW final
```

### Pattern 4: 매 STW-aware code (allocation 의 reduce)
```ts
// V8 매 large allocation 매 LO space → mark-sweep 의 trigger
// Hot path 매 매 allocation 의 minimize
const buf = Buffer.allocUnsafe(1024); // reuse
function process(data: Uint8Array): number {
  let sum = 0;
  for (let i = 0; i < data.length; i++) sum += data[i];  // 매 no allocation
  return sum;
}
```

### Pattern 5: 매 production GC tuning (JVM)
```bash
# 매 SLO p99 < 50ms 매 latency-critical service
java -Xmx8g -Xms8g \
  -XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational \
  -XX:+UnlockExperimentalVMOptions \
  -XX:SoftMaxHeapSize=6g \
  -Xlog:gc*:file=gc.log \
  -jar app.jar
```

## 매 결정 기준
| 상황 | Approach |
|---|---|
| Java batch / throughput | Parallel GC (longer STW OK) |
| Java latency-critical (p99 < 50ms) | ZGC (JDK 21+) or Shenandoah |
| Java legacy heap < 4G | G1 (default JDK 17+) |
| Go service | runtime default — tune `GOGC` |
| Node.js 매 long-lived process | `--max-old-space-size`, profile incremental marking |
| 매 Hard real-time (audio, robotics) | manual memory mgmt — 매 GC 의 X (Rust, C++) |

**기본값**: 매 latency app — 매 ZGC (Java) / 매 default Go runtime / 매 V8 incremental.

## 🔗 Graph
- 부모: [[V8 가비지 컬렉션(Garbage Collection)]] · [[가비지 컬렉터(Garbage Collector)]]
- 변형: [[Mark-Sweep-Compact(메이저 GC)]] · [[Major GC]] · [[Scavenge]]
- 응용: [[V8 Engine]] · [[자바 가상 머신(JVM)]] · [[동시성 및 점진적 마킹(Concurrent  Incremental Marking)]]
- Adjacent: [[Memory Management]] · [[오리노코(Orinoco GC)]] · [[Cheneys Algorithm]]

## 🤖 LLM 활용
**언제**: 매 GC log 의 parse + summarize, 매 STW outlier 의 root-cause hypothesis, 매 GC flag 의 trade-off 분석.
**언제 X**: 매 production GC flag 의 LLM-only 의 decision — 매 load test 의 confirm 의 필요.

## ❌ 안티패턴
- **매 GC 의 manual trigger** (`System.gc()`, `--expose-gc`) 매 production — 매 STW 의 force, 매 worse latency.
- **매 huge heap** (-Xmx32g) + 매 G1 의 expectation 의 STW < 10ms — 매 G1 의 multi-GB heap 매 longer pause 의 inevitable, 매 ZGC 의 use.
- **매 short-lived object 의 fixed pool 의 cache** — 매 generational GC 의 already 의 efficient. 매 over-engineering.
- **매 GC log 의 production 의 disable** — 매 incident 의 post-mortem 의 impossible.

## 🧪 검증 / 중복
- Verified (HotSpot ZGC tuning guide JDK 21, Go runtime/mgc.go, V8 blog 'Orinoco' 2020-2024).
- 신뢰도 A.
- 중복 risk: [[Major GC]] (related phase), [[동시성 및 점진적 마킹(Concurrent  Incremental Marking)]] (technique that 매 reduces STW).

## 🕓 Changelog
| 날짜 | 변경 |
|---|---|
| 2026-05-08 | Phase 1 |
| 2026-05-10 | Manual cleanup — STW phases, modern GC pause budgets, tuning patterns 정리 |
