Java Garbage Collector와 메모리 관리

Java의 Garbage Collector(GC)가 어떻게 메모리를 관리하는지, 그리고 메모리 릭을 방지하는 방법을 살펴봅니다.

GC의 기본 동작

GC가 데이터가 필요 없다고 판단하는 조건:

스레드가 종료되었을 때, 해당 스레드에서 참조하고 있던 모든 데이터를 반환합니다.
단, 다른 스레드가 해당 데이터를 참조하고 있다면 반환하지 못합니다.

바로 이 지점에서 메모리 릭이 발생할 수 있습니다.

Anonymous 클래스와 메모리 릭

문제 상황

Anonymous(익명) 클래스로 구현된 인스턴스는 생성된 위치의 외부 클래스에 대한 암시적 참조(implicit reference)를 가집니다.

예를 들어, MainActivity 내의 로컬 메서드에서 생성된 익명 클래스 인스턴스는 MainActivity 인스턴스에 대한 참조를 가집니다.

public class MainActivity {
    public void someMethod() {
        // 이 익명 클래스는 MainActivity에 대한 implicit reference를 가짐
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // ...
            }
        };

        // 다른 스레드에 전달
        new Thread(runnable).start();
    }
}

결과:

다른 스레드가 이 anonymous 인스턴스를 가지고 있다면, MainActivity 인스턴스도 함께 참조됩니다.
해당 스레드가 종료되기 전까지는, 메인 스레드가 종료되어도 MainActivity 인스턴스는 GC에 의해 반환되지 않습니다.

해결 방법

static 내부 클래스 사용
WeakReference 사용
Lambda 사용 (컨텍스트에 따라)

final 지역 상수의 메모리 관리

final 지역 변수도 해당 변수를 참조하는 객체가 없을 경우 메모리 힙에서 반환됩니다.

변수가 참조되는 경우

해당 메서드가 호출되고 있을 때
- 메서드 호출 시 사용할 변수들을 모두 불러옵니다.
- 메서드가 종료되면 일반 변수는 반환됩니다.
- final 지역 상수는 메모리 힙에 있어 메서드가 끝나도 바로 반환되지 않습니다.
- 메서드 처리 중에는 지역 변수가 해당 상수를 참조하고 있어 반환되지 않습니다.
내부 anonymous class가 생성되었을 때
- Anonymous class는 외부 클래스에 대한 implicit reference와 함께 final 지역 상수에 대한 reference도 가집니다.
- Anonymous class가 모두 반환될 때 함께 반환됩니다.

WeakReference

WeakReference는 생명주기가 있는 컴포넌트를 참조할 때 유용합니다.

특징

참조하는 객체의 생명주기가 끝나면, GC가 해당 객체를 수거할 수 있습니다.
컴포넌트가 살아있을 때만 처리하고 싶은 경우에 사용합니다.

사용 예시

public class PhotoManager {
    private WeakReference<PhotoView> mImageWeakRef;

    public void init(PhotoView photoView) {
        mImageWeakRef = new WeakReference<PhotoView>(photoView);
    }

    public PhotoView getPhotoView() {
        if (mImageWeakRef != null) {
            return mImageWeakRef.get();  // null이 반환될 수 있음
        }
        return null;
    }

    void recycle() {
        if (mImageWeakRef != null) {
            mImageWeakRef.clear();
            mImageWeakRef = null;
        }
    }
}

주의사항

WeakReference.get()은 객체가 GC에 의해 수거되었다면 null을 반환합니다.
반환된 값은 항상 null 체크를 해야 합니다.

Reference 타입 비교

타입	설명	GC 동작
Strong Reference	일반적인 참조	참조가 있으면 수거 안 함
Weak Reference	약한 참조	GC 실행 시 수거 대상
Soft Reference	부드러운 참조	메모리 부족 시 수거 대상
Phantom Reference	유령 참조	이미 finalize된 객체 추적용

메모리 릭 방지 체크리스트

Anonymous 클래스 대신 static 내부 클래스 사용
생명주기가 있는 컴포넌트는 WeakReference로 참조
더 이상 필요 없는 리스너/콜백은 명시적으로 해제
컬렉션에 추가한 객체는 필요 없을 때 제거
스레드 작업 완료 후 참조 정리