아이템 7. 다 쓴 객체 참조를 해제하라.

메모리 누수 발생을 주의하자

메모리 관리를 직접하는 경우 GC가 완벽하게 동작할 것을 기대하면 안된다 코드 내부에 더 이상 쓰이지 않지만 참조해제가 안된 객체들이 계속해서 존재할 가능성이 있다.

주요 원인

1. Stack
2. Cache
3. Listener

공통점: 모두 내부에 객체를 쌓아두는 공간이 있다!

일반적으로 자기 메모리를 직접 관리하는 클래스라면 프로그래머는 항시 메모리 누수에 주의해야 한다.
- 이펙티브 자바 38p

대안

사용하지 않는 변수에 대해 명시적으로 null을 삽입해준다.

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

하지만, 이 방법도 바람직한 것은 아니라고 책에서는 다음과 같이 말한다.

객체 참조를 null 처리하는 일은 예외적인 경우여야 한다. 다 쓴 참조를 해제하는 가장 좋은 방법은 그 참조를 담은 변수를 유효 범위(scope) 밖으로 밀어내는 것이다.

WeakHashMap을 사용한다.

일반 HashMap은 키가 외부에서 참조하지 않아도 Map내부에 존재 하므로 해당 Key가 GC의 대상이 되지 않지만, WeakHashMap은 키가 외부에서 강하게 참조(Strong Reference)하는 곳이 없으면 바로 GC의 대상이 된다.

주의할 점! WeakReference는 List 등에 넣은 다음 참조를 null로 바꿔도 GC의 대상이 되지 않는다. 즉, WeakReference 를 위한 List를 따로 커스텀해서 구현해야 한다.

레퍼런스 종류

• Strong, Soft, Weak, Phantom

Soft Reference

Strong Reference가 없고 Soft Reference만 있으며 메모리가 필요할 경우에만 GC의 대상이 된다.

Phantom Reference

ReferenceQueue<T>로 사용 가능하다. PhantomReference만 남을 경우 객체는 사용할 수 없지만 ReferenceQueue에 들어와 있다.
용도는?

1. 자원 정리
2. 언제 객체의 메모리가 해제되는 지 알 수 있다.

유의점

• 맵의 엔트리를 맵의 Value가 아니라 Key에 의존해야 하는 경우에 사용할 수 있다.
  (Key가 없어질 때 Value가 없어져도 상관 없는 경우)
• Interger같은 Primitive Type의 래퍼 클래스나 String타입의 경우 JVM 내부에 캐싱이 되므로 따라서, 이런 경우에는 레퍼런스하는 변수를 null로 바꿔도 지워지지 않는다.
• 하지만, 이 방식은 자원이 언제 반납되는 지 애매하기 때문에 명시적으로 처리하는 편이 낫다. 따라서 Soft, Weak, Phantom 등은 극히 드물게 쓰인다.

백그라운드 스레드를 활용 한다.

• 백그라운드 스레드를 통해 애플리케이션이 동작하는 동안 더 이상 안쓰는 객체들을 정리할 수 있다.

ExecutorService

• 쓰레드를 만드는 작업은 생성비용이 매우 크다
• 그래서 쓰레드 풀을 만들어서 사용하는데, ExecutorService로 쓰레드 풀을 편리하게 만들 수 있다. 쓰레드의 개수를 매개 변수로 줄 수 있다.

	ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);	
	Future<String> submit = service.submit(new Task());

	static class Task implements Callable<String> {

    @Override
    public String call() throws Exception {
        Thread.sleep(2000L);
        return Thread.currentThread() + " world";
    }

• CPU-intensive한 작업은 쓰레드가 많아도 큰 효율을 볼 수 없다.
• 반면 IO-intensive한 작업은 쓰레드가 많을 때 효율적일 수 있다. → 적절한 쓰레드의 갯수는 직접 튜닝해봐야 알 수 있다.
• Executors.newCachedThreadPool() 필요할 때마다 쓰레드를 생성하는 쓰레드 풀, 오래 사용되지않은 쓰레드는 제거된다. 쓰레드가 무한정 늘어날 수 있기 때문에 반드시 자원낭비를 유의해야 한다!
• Executors.newSingleThreadExecutor() 쓰레드 하나만을 사용하는 쓰레드 풀
• Executors.newScheduledThreadPool()는 내부적으로 특이한 자료구조를 사용해서 스케쥴링을 감안해서 순서가 바뀔 수 있다.

예시

Runnable removeOldCache = () -> {
    System.out.println("running removeOldCache task");
    Map<CacheKey, Post> cache = postRepository.getCache();
    Set<CacheKey> cacheKeys = cache.keySet();
    Optional<CacheKey> key = cacheKeys.stream().min(Comparator.comparing(CacheKey::getCreated));
    key.ifPresent((k) -> {
        System.out.println("removing " + k);
        cache.remove(k);
    });
};

executor.scheduleAtFixedRate(removeOldCache, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

위와 같은 코드로 백그라운드 스레드에서 더 이상 사용하지 않는 객체를 정리할 수 있다.

LRU 캐시와 같은 특정한 자료구조를 사용한다.

캐시가 가득 찼을 때 가장 오랫동안 참조되지 않은 객체를 제거하는 자료구조로서 메모리 누수를 방지하기 위해 해당 자료구조를 사용할 수 있다.

정리

• 직접 메모리를 관리하는 경우 (Stack, Cache, Listener 등) 메모리 누수를 주의하자
• 여러가지 대안이 있으나 필요하지 않은 객체를 null처리 하거나 백그라운드 스레드를 통해

원본 코드 출처: 이펙티브 자바
참조 및 코드 출처: 이펙티브 자바 완벽 공략 1부 - 백기선, 인프런