아이템 7. 다 쓴 객체 참조를 해제하라
아이템 7. 다 쓴 객체 참조를 해제하라
메모리 누수가 일어나는 위치는 어디인가?
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];
}
private void ensureCapacity() {
if (elements.length == size) {
elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
}
}
}
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이 스택을 사용하는 프로그램을 오래 실행하다 보면 점차 가비지 컬렉션 활동과 메모리 사용량이 늘어나 결국 성능이 저하될 것이다.
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상대적으로 드문 경우긴 하지만 심할 때는 디스크 페이징이나 OutOfMemoryError를 일으켜 프로그램이 예기치 않게 종료될 수도 있다.
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이 코드에서는 프로그램 스택이 커졌다가 줄어들었을 때 스택에서 꺼내진 객체들을 가비지 컬렉터가 회수하지 않는다.
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이 스택이 그 객체들의 다 쓴 참조(obsolete reference)를 여전히 가지고 있기 때문이다.
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여기서 다 쓴 참조란 문자 그대로 앞으로 다시 쓰지 않을 참조를 뜻한다.
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앞의 코드에서는 elements 배열의 '활성 영역'밖의 참조들이 모두 여기에 해당한다. 활성 영역은 인덱스가 size보다 작은 원소들로 구성된다.
가비지 컬렉션에서의 메모리 누수
- 객체 참조 하나를 살려두면 가비지 컬렉터는 그 객체뿐 아니라 그 객체가 참조하는 모든 객체(그리고 또 그 객체들이 참조하는 모든 객체)를 회수해가지 못한다.
- 그래서 단 몇 개의 객체가 매우 많은 객체를 회수되지 못하게 할 수 있고 잠재적으로 성능에 악영향을 줄 수 있다.
해법
- 해당 참조를 다 썼을 때 null 처리(참조 해제)하면 된다.
제대로 구현한 pop 메서드
public class Stack {
// ...
public Object pop() {
if (size == 0) {
throw new EmptyStackException();
}
Object result = elements[--size];
elements[size] = null; // 다 쓴 참조 해제
return result;
}
}
null로 객체 참조를 해제
- 다 쓴 참조를 null 처리하면 다른 이점도 따라온다.
- 만약 null 처리한 참조를 실수로 사용하려 하면 프로그램은 즉시 NullPointerException을 던지며 종료된다. 프로그램 오류는 가능한 한 조기에 발견하는 게 좋다.
- 하지만, 객체 참조를 null 처리하는 일은 예외적인 경우여야 한다.
- 모든 객체를 다 쓰자마자 일일이 null 처리하는 것은 프로그램을 필요 이상으로 지저분하게 만들 뿐이다.
- 다 쓴 참조를 해제하는 가장 좋은 방법은 그 참조를 담은 변수를 유효 범위(scope) 밖으로 밀어내는 것이다. 변수의 범위를 최소가 되게 정의하자.
자기 메모리를 직접 관리하는 클래스의 메모리 주의 사항
- 이 스택은 (객체 자체가 아니라 객체 참조를 담는) elements 배열로 저장소 풀을 만들어 원소들을 관리한다.
- 배열의 활성 영역에 속한 원소들이 사용되고 비활성 영역은 쓰이지 않는다. 문제는, 가비지 컬렉터는 이 사실을 알 길이 없다는 것이다.
- 가비지 컬렉터가 보기에는 비활성 영역에서 참조하는 객체도 똑같이 유효한 객체다. 비활성 영역의 객체가 더 이상 쓸모없다는 건 프로그래머만 아는 사실이다.
- 따라서, 프로그래머는 비활성 영역이 되는 순간 null 처리해서 해당 객체를 더는 쓰지 않을 것임을 가비지 컬렉터에 알려야 한다.
- 일반적으로 자기 메모리를 직접 관리하는 클래스라면 항시 메모리 누수에 주의해야 한다. 원소를 다 사용한 즉시 그 원소가 참조한 객체들을 다 null 처리해줘야 한다.
캐시에서의 메모리 누수
- 캐시 역시 메모리 누수를 일으키는 주범이다.
- 캐시 외부에서 키(key)를 참조하는 동안만(값이 아니다) 엔트리가 살아 있는 캐시가 필요한 상황이라면 WeakHashMap을 사용해 캐시를 만들자.
- 다 쓴 엔트리는 그 즉시 자동으로 제거될 것이다. 단, WeakHashMap은 이러한 상황에서만 유용하다.
캐시에서의 메모리 누수를 방지하는 방식
- 캐시를 만들 때 보통은 캐시 엔트리의 유효 기간을 정확히 정의하기 어렵다. 따라서, 시간이 지날수록 엔트리의 가치를 떨어뜨리는 방식을 흔히 사용한다.
- 이런 방식에서는 쓰지 않는 엔트리를 이따금 청소해줘야 한다.
- ScheduledThreadPoolExecutor 같은 백그라운드 스레드를 활용하거나 캐시에 새 엔트리를 추가할 때 부수 작업으로 수행하는 방법이 있다.
- LinkedHashMap은 removeEldestEntry 메서드를 써서 후자의 방식으로 처리한다.
- 더 복잡한 캐시를 만들고 싶다면 java.lang.ref 패키지를 직접 활용해야 할 것이다.
리스너(listener) 혹은 콜백(callback)에서의 메모리 누수
- 클라이언트가 콜백을 등록만 하고 명확히 해지하지 않는다면, 뭔가 조치해주지 않는 한 콜백은 계속 쌓여갈 것이다.
- 이럴 때 콜백을 약한 참조(weak reference)로 저장하면 가비지 컬렉터가 즉시 수거해간다. (ex. WeakHashMap에 키로 저장하면 된다.)
핵심 정리
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];
}
private void ensureCapacity() {
if (elements.length == size) {
elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
}
}
}
이 스택을 사용하는 프로그램을 오래 실행하다 보면 점차 가비지 컬렉션 활동과 메모리 사용량이 늘어나 결국 성능이 저하될 것이다.
상대적으로 드문 경우긴 하지만 심할 때는 디스크 페이징이나 OutOfMemoryError를 일으켜 프로그램이 예기치 않게 종료될 수도 있다.
이 코드에서는 프로그램 스택이 커졌다가 줄어들었을 때 스택에서 꺼내진 객체들을 가비지 컬렉터가 회수하지 않는다.
이 스택이 그 객체들의 다 쓴 참조(obsolete reference)를 여전히 가지고 있기 때문이다.
여기서 다 쓴 참조란 문자 그대로 앞으로 다시 쓰지 않을 참조를 뜻한다.
앞의 코드에서는 elements 배열의 '활성 영역'밖의 참조들이 모두 여기에 해당한다. 활성 영역은 인덱스가 size보다 작은 원소들로 구성된다.
public class Stack {
// ...
public Object pop() {
if (size == 0) {
throw new EmptyStackException();
}
Object result = elements[--size];
elements[size] = null; // 다 쓴 참조 해제
return result;
}
}
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.
참고자료
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이 문제에 관하여(아이템 7. 다 쓴 객체 참조를 해제하라), 우리는 이곳에서 더 많은 자료를 발견하고 링크를 클릭하여 보았다 https://velog.io/@banjjoknim/아이템-7.-다-쓴-객체-참조를-해제하라저자 귀속: 원작자 정보가 원작자 URL에 포함되어 있으며 저작권은 원작자 소유입니다.
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