Java | 다 쓴 객체 참조를 해제하라 (Effective Java 3/E - joshua bloch)

해당 글은 이펙티브 자바 (Effective Java 3/E - joshua bloch) 를 읽고 정리한 글입니다.

 

핵심

메모리 누수는 겉으로 잘 드러나지 않아 시스템에 수년간 잠복하는 사례도 있다.

이런 누수는 철저한 코드 리뷰나 힙 프로파일러 같은 디버깅 도구를 동원해야만 발견되기도 한다.

그래서 이런 종류의 문제는 예방법을 익혀두는 것이 매우 중요하다.

 

이유

메모리 누수가 일어나는 위치는 어디인가?

1. 메모리를 직접 관리하였으나 제거하지 않은 경우

package effectivejava.chapter2.item7;
import java.util.*;

// 코드 7-1 메모리 누수가 일어나는 위치는 어디인가? (36쪽)
public class Stack {
    private Object[] elements;
    private int size = 0;
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

    public Stack() {
        elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
    }

    public void push(Object e) {
        ensureCapacity();
        elements[size++] = e;
    }

    public Object pop() {
        if (size == 0)
            throw new EmptyStackException();
        return elements[--size];
    }

    /**
     * 원소를 위한 공간을 적어도 하나 이상 확보한다.
     * 배열 크기를 늘려야 할 때마다 대략 두 배씩 늘린다.
     */
    private void ensureCapacity() {
        if (elements.length == size)
            elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Stack stack = new Stack();
        for (String arg : args)
            stack.push(arg);

        while (true)
            System.err.println(stack.pop());
    }
}

• 스택이 커졌다가 줄어들 때 스택에서 꺼내진 객체들을 가비지 컬렉터가 회수하지 않는다.
• 객체를 더이상 사용하지 않더라도, 객체들의 다 쓴 참조(obsolete reference)를 여전히 가지고 있기 때문이다.
• 이 스택을 사용하는 프로그램을 오래 실행하다보면 가비지 컬렉션 활동과 메모리 사용량이 늘어나 결국 성능이 저하될 것이다.
• 심한 경우 디스크 페이징이나 OutOfMemoryError를 일으켜 프로그램이 예기치 않게 종료되기도 한다.
• 이는 스택이 자기 메모리를 직접 관리하기 때문에 이런 것이다.
• 즉, 가비지 컬렉터가 보기엔 활성, 비활성 영역이 똑같이 유효한 객체로 보이기 때문이다.

해결방법은 간단하게 null을 넣어주면 된다.

// 코드 7-2 제대로 구현한 pop 메서드 (37쪽)
public Object pop() {
    if (size == 0)
        throw new EmptyStackException();
    Object result = elements[--size];
    elements[size] = null; // 다 쓴 참조 해제
    return result;
}

2. 캐시 역시 메모리 누수의 주범이다.

캐시 방법에는 여러가지 방법이 있다.

• WeakHashMap
  • 캐시 외부에서 key를 참조하는 동안만 엔트리가 살아있는 캐시가 필요한 상황이라면 WeakHashMap을 사용해 캐시를 만들자
  • 이러면 다 쓴 엔트리는 즉시 자동 제거될 것이다.
• TreadPoolExecutor 같은 백그라운드 스레드를 활용하거나 캐시에 새 엔트리를 추가할 때 부수 작업으로 수행하는 방법
• java.lang.ref 패키지를 직업 활용하는 방법

3. 리스너(listener) 또는 콜백(callback)

• 클라이언트가 콜백만 등록하고 명확히 해지하지 않는다면 콜백이 쌓여만 간다.
• 이때 콜백을 WeakHashMap과 같은 약한 참조(weak reference)에 저장하면 가비지 컬렉터가 즉시 수거한다.

 

고려 사항

Null 처리는 예외적인 경우여야 한다.

• 가장 좋은 방법은 그 참조를 담은 변수를 유효 범위 밖으로 밀어내는 것이다.
• item57에서 범위를 최소로 정의하는 방법을 다루면 자연스럽게 습득할 것