메모리 누수(Memory Leak)의 개념과 해결 방법

메모리 누수(Memory Leak)

메모리 누수란 동적 할당한 뒤 해제를 하지 않아 프로그램이 메모리 공간을 계속 유지하여 메모리가 부족해 발생하는 현상이다. 메모리 누수가 계속되면 결국 OOM(Out Of Memory) 현상이 발생해서 애플리케이션이 더 이상 동작하지 못하고 프로그램(자바 JVM)이 종료되는 최악의 상황이 발생할 수 있다.

 

1. C++

1) RAII(Resource Acquisition Is Initialization)

RAII은 직접 리소스 관리를 해줘야 하는 언어에서 메모리 누수를 방지하기 위한 설계 패턴이다. 해당 리소스의 사용이 끝났을 때 자동으로 해제를 해주며 exception이 발생해도 획득한 자원이 해제됨을 보장한다.

 

2) 스마트 포인터(Smart Pointer)

C++의 RAII는 스마트 포인터이다.

• unique_ptr: 하나의 오브젝트(메모리 영역)를 단 하나의 포인터만 가리키게 한다.

#include <iostream>

class A {
	int* data;

public:
	A() {
		std::cout << "자원을 획득함!" << std::endl;
		data = new int[100];
	}
	~A() {
		std::cout << "자원을 해제함!" << std::endl;
		delete[] data;
	}

	void some() { std::cout << "일반 포인터와 동일하게 사용가능!" << std::endl; }
};

int main() {
	A* a = new A();    
	std::unique_ptr<A> ptr(a);
	ptr->some();
}

// 자원을 획득함!
// 일반 포인터와 동일하게 사용가능!
// 자원을 해제함!

• shared_ptr: 같은 오브젝트(메모리 영역)를 동시에 참조가 가능하다. 이때 참조 개수를 명명하고 관리하는데, 이 개수가 0이라면 해제하는 방식이다.
• weak_ptr: shared_ptr의 reference counter를 증가시키지 않는다.

 

2. JAVA, C#

1) 가비지 콜렉터(Garbage Collector)

GC는 프로그램에서 더 이상 쓰지 않는 메모리를 자동으로 찾아서 가져가는 것으로 Heap 메모리를 재활용하기 위해 참조되지 않은 객체들을 해제시켜 가용한 공간을 만든다.

• 직접 메모리를 정리하지 않아도 되기 때문에 개발 속도가 향상될 수 있다.
• 메모리를 언제 되찾아올지 결정하기 위한 오버헤드 때문에 느리다.

 

3. 스택오버플로우(StackOverflow)

프로그램이 이용 가능한 스택 공간의 이상을 사용하려고 할 때 발생한다. 예를 들어 함수를 재귀적으로 계속 호출하면 데이터는 스택에 계속 쌓이게 되는데 스택 메모리의 영역을 넘어서면 스택 오버 플로우가 발생한다.

• C#은 스택 오버 플로우로 인한 예외 처리가 존재한다.
• C++은 예외 처리가 없어서 상황에 따라 오류가 감지되지 않을 수 있다. 감지되지 않으면 초과된 메모리를 덮어쓰려는 문제가 발생한다.