Java에서 메모리 누수를 일으키는 코드를 작성하는 방법

이 텍스트는 StackOverflow Q&A 웹사이트의 인기 있는 토론인 Java에서 메모리 누수를 유발하는 코드를 작성하는 방법에서 나온 것입니다.

Q: 방금 인터뷰에 참여했는데, 면접관이 메모리 누수를 일으키는 Java 코드를 작성하는 방법을 물었습니다. 이 질문에 대해서는 잘 모르겠습니다. 너무 당황스럽습니다.

A1: 메모리 누수는 다음 단계를 통해 쉽게 발생할 수 있습니다(프로그램 코드는 특정 개체에 액세스할 수 없지만 여전히 메모리에 저장됩니다).

애플리케이션은 장기 실행 스레드(또는 스레드 풀을 사용하면 메모리가 더 빨리 누출됩니다.

스레드는 클래스 로더를 통해 클래스를 로드합니다(사용자 정의 가능).

이 클래스는 큰 메모리 블록(예: 새 바이트[1000000])을 할당하고 강력한 참조를 정적 변수에 저장한 다음 자체 참조를 ThreadLocal에 저장합니다. 추가 메모리 할당 새 바이트[1000000]는 선택 사항이지만(클래스 인스턴스 누수로 충분함) 이렇게 하면 메모리 누수가 더 빨라집니다.

스레드는 사용자 정의 클래스 또는 클래스를 로드하는 클래스 로더를 정리합니다.

위 단계를 반복하세요.

클래스 및 클래스 로더에 대한 참조가 없으므로 ThreadLocal의 저장소에 접근할 수 없습니다. ThreadLocal은 객체에 대한 참조를 보유하며 클래스 및 해당 클래스 로더에 대한 참조도 보유하므로 클래스 로더는 로드하는 클래스에 대한 모든 참조를 보유하므로 GC가 ThreadLocal에 저장된 메모리를 회수할 수 없습니다. 많은 JVM 구현에서 Java 클래스와 클래스 로더는 GC를 수행하지 않고 permgen 영역에 직접 할당되므로 더 심각한 메모리 누수가 발생합니다.

이 누수 패턴의 한 가지 변형은 어떤 형태로든 ThreadLocal을 사용하는 애플리케이션 및 애플리케이션 컨테이너(예: Tomcat)를 자주 재배포하는 경우 메모리 누수가 쉽게 발생한다는 것입니다(애플리케이션 컨테이너가 이전처럼 ThreadLocal을 사용하기 때문입니다). 설명에서는 애플리케이션이 재배포될 때마다 새로운 클래스 로더를 사용합니다.

A2:

정적 변수 참조 객체

class MemorableClass {
    static final ArrayList list = new ArrayList(100);
}

긴 문자열의 String.intern() 호출

String str=readString(); // read lengthy string any source db,textbox/jsp etc..
// This will place the string in memory pool from which you cant remove
str.intern();

닫히지 않음 열린 스트림 (파일, 네트워크 등)

try {
    BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(inputFile));
    ...
    ...
} catch (Exception e) {
    e.printStacktrace();
}

닫히지 않은 연결

try {
    Connection conn = ConnectionFactory.getConnection();
    ...
    ...
} catch (Exception e) {
    e.printStacktrace();
}

JVM의 GC 도달 불가능한 영역

예를 들어 네이티브 메소드를 통해 할당된 메모리입니다.

애플리케이션 범위의 웹 애플리케이션 객체, 애플리케이션이 다시 시작되지 않았거나 명시적으로 제거되지 않음

getServletContext().setAttribute("SOME_MAP", map);

web 무효화되지 않았거나 명시적으로 제거되지 않은 세션 범위의 애플리케이션 개체

session.setAttribute("SOME_MAP", map)

올바르지 않거나 부적절한 JVM 옵션

예 , IBM JDK의 noclassgc는 쓸모 없는 클래스의 가비지 수집을 방지합니다.

A3: HashSet이 hashCode() 또는 equals()를 올바르게 구현하지 않는 경우(또는 구현하지 않는 경우) "사본"이 계속 추가됩니다. 세트. 컬렉션이 무시해야 하는 요소를 무시하지 못하면 컬렉션의 크기는 계속 커질 수 있으며 요소는 삭제할 수 없습니다.

잘못된 키-값 쌍을 생성하려는 경우 다음과 같이 할 수 있습니다.

class BadKey {
   // no hashCode or equals();
   public final String key;
   public BadKey(String key) { this.key = key; }
}
  
Map map = System.getProperties();
map.put(new BadKey("key"), "value"); // Memory leak even if your threads die.

A4: 잊어버린 리스너 외에도 정적 참조, 해시맵의 키가 잘못되었습니다. /is 수명 주기를 종료할 수 없는 수정 또는 스레드 차단과 같은 일반적인 메모리 누수 시나리오는 주로 스레드와 관련된 Java의 덜 명확한 메모리 누수 상황입니다.

runtime.addShutdownHook 이후에는 Runtime.addShutdownHook이 제거되지 않습니다. RemoveShutdownHook을 사용하더라도 시작되지 않은 스레드에 대한 ThreadGroup 클래스의 버그로 인해 재활용되지 않아 ThreadGroup에서 메모리 누수가 발생할 수 있습니다.

스레드를 생성했지만 시작하지 않음, 위와 동일한 상황

ContextClassLoader 및 AccessControlContext를 상속하는 스레드를 생성하고 ThreadGroup 및 InheritedThreadLocal을 사용합니다. 이러한 모든 참조는 잠재적인 누수이며 모두 클래스가 로드됩니다. 클래스로더 및 모든 정적 참조 등에 의해. 이는 전체 j.u.c.Executor 프레임워크(java.util.concurrent)의 중요한 구성 요소인 ThreadFactory 인터페이스에 매우 분명한 영향을 미치며 많은 개발자는 잠재적인 위험을 인식하지 못했습니다. 그리고 많은 라이브러리가 요청에 따라 스레드를 시작합니다.

ThreadLocal 캐싱은 많은 경우에 좋은 방법이 아닙니다. ThreadLocal을 기반으로 하는 간단한 캐싱 구현이 많이 있지만 스레드가 예상 수명 주기를 벗어나 계속 실행되면 ContextClassLoader가 누출됩니다. 꼭 필요한 경우가 아니면 ThreadLocal 캐싱을 사용하지 마세요.

ThreadGroup.destroy()는 ThreadGroup 자체에 스레드가 없지만 여전히 하위 스레드 그룹이 있는 경우 호출됩니다. 메모리 누수가 발생하면 스레드 그룹을 상위 스레드 그룹에서 제거할 수 없으며 하위 스레드 그룹을 열거할 수 없습니다.

WeakHashMap을 사용하면 value를 직접(간접적으로) key를 참조하는데, 이는 찾기 어려운 상황이다. 이는 Weak/SoftReference를 상속하는 클래스가 보호된 개체에 대한 강력한 참조를 보유할 수 있는 경우에도 적용됩니다.

http(s) 프로토콜의 java.net.URL을 사용하여 리소스를 다운로드하세요. KeepAliveCache는 시스템 ThreadGroup에 새 스레드를 생성하여 현재 스레드의 컨텍스트 클래스 로더 메모리가 누출되도록 합니다. 스레드는 살아남은 스레드가 없을 때 첫 번째 요청에서 생성되므로 누수가 발생할 가능성이 매우 높습니다. (이 문제는 Java 7에서 수정되어 스레드 생성 코드가 컨텍스트 클래스 로더를 적절하게 제거합니다.)

인플레이터의 end()를 호출하지 않고 생성자(예: PNGImageDecoder)에 새 java.util.zip.Inflater()를 전달하려면 InflaterInputStream을 사용하세요. new만 사용하면 매우 안전하지만 생성자 매개변수로 클래스를 직접 만들고 스트림의 close()를 호출했는데 팽창기를 닫을 수 없으면 메모리 누수가 발생할 수 있습니다. 이는 종료자에 의해 해제되므로 실제로 메모리 누수는 아닙니다. 그러나 이로 인해 많은 기본 메모리가 소비되어 Linux의 oom_killer가 프로세스를 종료하게 됩니다. 따라서 이것이 우리에게 주는 교훈은 가능한 한 빨리 기본 리소스를 릴리스한다는 것입니다.

좀 더 심각한 java.util.zip.Deflater도 마찬가지입니다. 좋은 점은 디플레이터를 거의 사용하지 않는다는 점일 수 있습니다. Deflator 또는 Inflater를 직접 생성하는 경우 end()를 호출해야 한다는 점을 기억하세요.