메모리 절약 습관 들이기 (Java Programming)

Java 의 일반적인 문제 중 하나는 높은 메모리 사용량으로 인해 성능, 충돌이 발생할 수 있다고 한다.

최적화 및 메모리 사용량 감소를 위한 모법 사례를 살펴보자

 

1. Primitive type(원시타입) 을 사용하자.

참조타입 보다 원시타입을 사용한다. 원시타입을 사용하면 개체 생성 오버헤드를 방지하여 메모리를 절약할 수 있다.

+ 또한 원시타입은 스택 메모리 에서 바로 읽고, 참조타입은 스택 메모리에서 힙 메모리의 위치를 구해온 다음에 다시 힙 메모리에 가서 값을 읽어와야 해서 성능상 유리하다. 

 

2. 불필요한 객체 생성 하지말자.

String s = "애정쓰"+" 입니다";

해당 코드 한줄은 "애정쓰 입니다" 에 대한 새 문자열 개체를 만듭니다.

대신 StringBuilder 를 사용하여 문자열을 추가하고 각 연결에 대해 새 개체를 만들지 않도록 한다.

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("애정쓰");
sb.append(" 입니다");
Stirng s = sb.toString();

 

3. 지연 초기화 사용

private List<String> myList;
public List<String> getMyList(){
	if(myList == null){
    	myList = new ArrayList<>();
    }
    return myList;
}

클래스가 로드될 때 myList 개체를 초기화하지 말고 지연 초기화를 사용하여 실제로 필요할 때까지 개체 생성을 연기한다.

이렇게 하면 불필요한 개체 생성을 방지하여 메모리를 절약할 수 있다. 

 

4. 컬렉션 대신 배열 사용

String[] array = new String[1000];
for (int i = 0; i< 1000; i++){
	array[i] = "Item" + i;
}

 

ArrayList 는 크기가 가변적으로 변하기 때문에 표준 배열보다는 느리지만 배열에서 많은 조작이 필요할 경우 유용하게 사용할 수 있다.

하지만 컬렉션의 크기를 미리 알고 있을 때 간단한 배열을 사용하면 동적 크기 조정 및 추가 메서드의 오버헤드를 방지하여 메모리를 절약할 수 있다.

 

5. 개체 재사용

List<String> tempList = new ArrayList<>();
for(int i=0; i<1000; i++){
	tempList.add("항목 "+i);
}
tempList.clear(): // 재사용을 위해 목록을 지웁니다.
for(int i=0; i<1000; i++){
	tempList.add("item" +i);
}

각 루프 반복에 대해 새 ArrayList를 생성하는 대신 동일한 개체를 사용할 때마다 삭제하여 재사용한다.

이렇게 하면 생성되는 개체 수를 줄여 메모리를 절약할 수 있다.

 

6. 정적 팩토리 메소드 사용

public static List<String> getList(){
	return new ArrayList<>(1000)
}

새 ArrayList를 만드는 대신 정적 팩터리 메서드를 사용하여 지정된 초기 용령으로 ArrayList를 만들 수 있다.

이렇게 하면 요소를 추가할 때 ArrayList의 크기를 조정해야 하는 횟수를 줄여 메모리를 절약할 수 있다.

 

 

7. Flyweight 사용

Map<String, String> map = new HashMap<>();
String key = "myKey";
String value = "myValue";
map.put(key,value);
String anotherValue = map.get(key);

플라이웨이트 패턴은 객체를 공유하여 메모리 사용량을 줄이는 디자인 패턴입니다.

어떤 클래스의 인스턴스 한 개만 가지고 여러 개의 가상 인스턴스를 제공하고 싶을 때 사용한다.

private static final HashMap<String, Circle> circleMap = new HashMap<>();

public static Shape getCircle(String color) {
	Circle circle = (circle) circleMap.get(color);
    
    if(circle == null) {
    	circle = new Circle(coloer);
        circleMap.put(color,cicle);
    }
    
    return circle;
}

getCircle 로 객체가 있을 때는 CircleMap 에서 get 하여 return 하고 없을 때는 새로 생성한다.

 

? 이것은... 싱글톤 패턴과 유사하다. 다른점이 무엇일까?
위의 코드처럼 Circle 은 색상이 바뀔 때마다 새로운 객체를 생성한다. 또한 객체의 색상은 바꿀 수 없다.
하지만 싱글톤 패턴은 단 하나의 Circle 을 만든다. 따라서 만들어진 단 하나의 Circle 의 색을 바꿔야 한다는 뜻이다.

8. intern() 방법 사용

문자열 비교에는 equals() 흔히 사용한다. 그렇지만 속도나 메모리 향상을 위해 == 연산자의 사용이 필요할 때가 있다.

하지만 == 연산자는 같은 메모리를 참조하는가를 비교하기 때문에 실제로 "A" 와 new String("A") 는 false 가 된다.

 

그럴 때 intern() 을 사용한다.

intern() 메서드는 String pll 에서 리터럴 문자열이 이미 존재하는지 체크하고 존재하면 해당 문자열을 반환하고 아니면 리터럴을 String pool 에 넣어준다.

String literal = "신애정";
String object = new String("신애정");
String intern = object.intern();

literal == object // false
literal.equlas(object) // true
literal == intern // true
literal.equals(intern) //true

 

9. 불필요한 오토박싱 피하기

int i = 10;
Integer j = Integer.valueOf(i);

AutoBoxing 은 기본 유형을 해당 개체 래퍼로 자동으로 변환한다.

불필요한 개체 생성 및 메모리 오버해드가 발생할 수 있기 때문에

valueOf() 메서드를 사용하여 오토박싱을 피하고 기존 객체를 재사용 한다.

 

10. finalize() 메서드는 주의해서 사용하자

public class MyClass {
	privet byte[] data = new byte[1000];
    
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable{
    	super.finalize();
        // 리소스 정리
    }
}

finalize() 메서드는 개체가 더 이상 참조되지 않을 때 가비지 컬렉터에 의해 호출되는 Object 클래스의 메서드이다.

그러나 리스소 정리를 위해 finalize() 를 사용하는 것은 예측할 수 없기 때문에 메모리 누수로 이어질 수 있다.

 

대신 try-with-resources 를 사용하거나 Auto Closeable 인터페이스를 구현하여 리소스가 제대로 정리되도록 하는 것이 좋다.

try-with-resources 를 사용하면 가비지 컬렉터가 finalize() 를 호출하지 않고도 FileWriter 개체가 제대로 닫히고 리소스가 정리되는지 확인할 수 있다. 이렇게 하면 가비지 컬렉터가 수집해야 하는 개체 수를 줄여 메모리를 절약할 수 있다.

 

이 모든 것은

메모리 최적화가 코드 가독성이나 유지 관리성을 희생시키면서 이루어지지 않는것이 더욱 중요하다!

 

출처
https://medium.com/javarevisited/basic-memory-saving-techniques-for-java-programming-6677a7237a69