C, C++과 다르게 자바는 가비지 컬렉터를 갖추어 자원관리에서 조금 더 편하다.

하지만 메모리관리에 더이상 신경쓰지 않아도 되는것은 아니다. 아래는 메모리 누수의 예시이다.

메모리 누수의 예시

1. 자기 메모리를 직접 관리하는 클래스

• 메모리 누수가 진행되는 스택 코드

  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);
      }
  

  • 스택에서 값을 꺼낼 때(pop()) 값만 꺼내고 있지 해당 배열 값은 계속 참조가 되고 있기 때문에 가비지 컬렉터가 회수하지 않는다. → elements 배열의 size보다 컸던 원소들

• 제대로 구현한 스택 코드

  ...
  public Object pop() {
  	if (size = 0)
  		throw new EmptyStackException();
    Object result = elements[--size];
  	elements[size] = null; // 다 쓴 참조 해제
  	return result;
  }
  ...
  

위와 같은 예시로 처리했지만 그렇다고 모든 객체 참조를 null 처리 할 필요는 없다. 객체 참조를 null 처리하는 일은 예외적인 경우여야 한다.

다쓴 참조를 해제하는 최고의 방법은 그 참조를 담은 변수를 유효 범위(scope) 밖으로 밀어내는 것이다.

→ 변수의 범위를 최소가 되게 정의하자. (아이템 57)

위 Stack 클래스가 메모리 누수에 취약한 이유는 자기 메모리를 직접 관리했기 때문이다.

elements 배열로 저장소 풀을 만들어 원소들을 관리했는데 따로 배열의 활성 영역, 비활성 영역을 가비지 컬렉터는 알 길이 없다.

→ 가비지 컬렉터가 보기엔 참조되어 있는 객체들은 모두 유효한 객체이기 때문에 사용하지 않는 값은 null 처리해주어야 한다.

자기 메모리를 직접 관리하는 클래스라면 프로그래머는 항시 메모리 누수에 주의해야 한다.

2. 캐시

객체 참조를 캐시에 넣고나서, 까먹어 버려 객체를 그대로 계속 놔두는 일을 접할 수 있다. 이경우 해결방법은 여러가지이다.

1. 키(key)를 참조하는 동안만 캐시가 필요한 경우 WeakHashMap 사용

대신 WeakHashMap 은 키를 참조하는 동안만 캐시가 필요한 상황에서만 유리하다.

2. 시간이 지날수록 가치를 떨어뜨리는 방식

캐시를 만들때 보통 캐시 엔트리의 유효기간을 정확히 정의하기 어렵기 때문에 시간이 지날수록 엔트리의 가치를 떨어뜨린다.

이런 경우 쓰지않는 엔트리를 이따금 청소해줘야 하기 때문에(리텐션) 백그라운드 캐시를 활용하거나, 새 엔트리를 추가할때 부수작업으로 수행한다.

→ LinkedHashMap은 removeEldestEntry 메서드를 사용하여 후자의 방식으로 처리한다.

3. 리스너 혹은 콜백

클라이언트가 콜백을 등록만하고 명확히 해지하지 않으면 콜백은 쌓여갈 것이다.

이때, 콜백을 약한 참조(weak reference)로 저장하면 가비지 컬렉터가 즉시 수거해 간다.

→ (ex) WeakHashMap에 키로 저장하는 방법

정리

메모리 누수는 겉으로 잘 드러나지 않아 시스템에 수년간 잠복하는 사례도 있다. 이런 종류의 문제는 예방법을 익혀두는 것이 매우 중요하다.