Java ‐ 다 쓴 객체 참조를 해제하라[Effective Java Item 7] - thought-corner/Backend-PlayGround GitHub Wiki

public class Stack {

    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

    private Object[] elements;
    private int size = 0;

    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();
        }
        // [문제 발생 지점] 꺼내진 객체는 여전히 elements 배열이 참조하고 있음
        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);
        }
    }

}

pop() 메서드를 호출하면 실제 값은 삭제되지 않고 인덱스만 한칸씩 이동하는 것으로 메모리 누수가 발생하게 된다.

// Good
public Object pop() {
    if (size == 0) {
        // [수정] 예외는 생성만 하는 것이 아니라 던져야(throw) 합니다.
        throw new EmptyStackException();
    }
    
    Object result = elements[--size];
    
    // [정석] 다 쓴 객체의 참조를 null로 해제하여 GC가 수거할 수 있게 함
    elements[size] = null; 
    
    return result;
}

다 쓴 참조를 null 처리하면 다른 이점도 따라온다.
만약 null 처리한 참조를 실수로 사용하게 되면 프로그램은 즉시 NPE를 던지며 종료된다.
지역 변수로 선언된 컬렉션 타입은 메서드가 끝나면(=스코프에서 벗어나면) 더 이상 참조가 없기에 GC의 대상이 된다. 따라서 일반적으로 메서드가 종료되면 메모리가 해제된다.
반대로 그 컬렉션 타입이 static으로 선언되어 참조가 유지되면 GC가 회수되지 못해 메모리가 유지되어 잠재적 메모리 누수가 발생하게 된다.

❗주의사항

모든 객체를 다 쓰자마자 일일이 null 처리하는 데 혈안이 되라는 말이 아니다.

그럴 필요도 없고 바람직하지도 않기 때문이다. 오히려 프로그램을 필요 이상으로 지저분하게 만들 뿐이다.

객체 참조를 null 처리하는 일은 예외적인 경우여야 한다.

1. 자기 메모리를 직접 관리하는 클래스

자기 메모리를 직접 관리하는 클래스라면 개발자가 항시 메모리 누수에 주의해야만 한다.

원소를 다 사용한 즉시 그 원소가 참조한 객체들을 다 null 처리해줘야 한다.

2. 캐시(Cache)를 구현

객체 참조를 캐시에 넣고 나서 객체를 다 쓴 뒤로도 한참을 그냥 놔두는 경우가 많다.

캐시를 만들 때 보통 캐시 엔트리의 유효 기간을 정확히 정의하기 어렵기 때문에 시간이 지날수록 엔트리의 가치를 떨어뜨리는 방식을 흔히 사용한다. 백그라운드 쓰레드를 활용하거나 캐시에 새 엔트리를 추가할 때 부수 작업으로 수행하는 방법들이 있다.

3. 리스너 및 콜백(Listener & Callback)

클라이언트가 콜백을 등록만 하고 명확히 해지하지 않는다면 콜백은 계속 쌓여갈 것이다.

이를 방지하기 위해 등록 해제 시점에 참조를 끊어주어야 한다.