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메모리 누수 위험있는 FinalReference 참조 분석하기
김진광
2023.10.12
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[행사] 브레인즈컴퍼니 ‘가을문화행사 2023’
Java에서 가장 많이 접하는 문제는 무엇이라 생각하시나요? 바로 리소스 부족 특히 ‘JVM(Java Virtual Machine) 메모리 부족 오류’가 아닐까 생각해요.
메모리 부족 원인에는 우리가 일반적으로 자주 접하는 누수, 긴 생명주기, 다량의 데이터 처리 등 몇 가지 패턴들이 있는데요. 오늘은 좀 일반적이지 않은(?) 유형에 대해 이야기해 볼게요!
Java 객체 참조 시스템은 강력한 참조 외에도 4가지 참조를 구현해요. 바로 성능과 확장성 기타 고려사항에 대한 SoftReference, WeakReference, PhantomReference, FinalReference이죠. 이번 포스팅은
FinalReference를 대표적인 사례
로 다루어 볼게요.
PART1. 분석툴을 활용해 메모리 누수 발생 원인 파악하기
메모리 분석 도구를 통해 힙 덤프(Heap Dump)를 분석할 때, java.lang.ref.Finalizer 객체가 많은 메모리를 점유하는 경우가 있어요. 이 클래스는 FinalReference와 불가분의 관계에요. 나눌 수 없는 관계라는 의미죠.
아래 그림 사례는 힙 메모리(Heap Memory)의 지속적인 증가 후 최대 Heap에 근접 도달 시, 서비스 무응답 현상에 빠지는 분석 사례인데요. 이를 통해 FinalReference 참조가 메모리 누수를 발생시킬 수 있는 조건을 살펴볼게요!
Heap Analyzer 분석툴을 활용하여, 힙 덤프 전체 메모리 요약 현황을 볼게요. java.lang.ref.Finalizer의 점유율이 메모리의 대부분을 점유하고 있죠. 여기서 Finalizer는, 앞에서 언급된 FinalReference를 확장하여 구현한 클래스에요.
JVM은 GC(Garbage Collection) 실행 시 해제 대상 객체(Object)를 수집하기 전, Finalize를 처리해야 해요.
Java Object 클래스에는 아래 그림과 같이 Finalize 메서드(Method)가 존재하는데요. 모든 객체가 Finalize 대상은 아니에요.
JVM은 클래스 로드 시, Finalize 메서드가 재정의(Override)된 객체를 식별해요. 객체 생성 시에는 Finalizer.register() 메서드를 통해, 해당 객체를 참조하는 Finalizer 객체를 생성하죠.
그다음은 Unfinalized 체인(Chain)에 등록해요. 이러한 객체는 GC 발생 시 즉시 Heap에서 수집되진 않아요. Finalizer의 대기 큐(Queue)에 들어가 객체에 재정의된 Finalize 처리를 위해 대기(Pending) 상태에 놓여있죠.
위 그림과 같이 참조 트리(Tree)를 확인해 보면, 많은 Finalizer 객체가 체인처럼 연결되어 있어요. 그럼 Finalizer 객체가 실제 참조하고 있는 객체는 무엇인지 바로 살펴볼까요?
그림에 나온 바와 같이 PostgreSql JDBC Driver의 org.postgresql.jdbc3g.Jdbc3gPreparedStatement인 점을 확인할 수 있어요. 해당 시스템은 PostgreSql DB를 사용하고 있었네요.
이처럼 Finalizer 참조 객체 대부분은 Jdbc3gPreparedStatement 객체임을 알 수 있어요. 여기서 Statement 객체는, DB에 SQL Query를 실행하기 위한 객체에요.
그렇다면, 아직 Finalize 처리되지 않은 Statement 객체가 증가하는 이유는 무엇일까요?
먼저 해당 Statement 객체는 실제로 어디서 참조하는지 살펴볼게요. 해당 객체는 TimerThread가 참조하는 TaskQueue에 들어가 있어요. 해당 Timer는 Postgresql Driver의 CancelTimer이죠.
해당 Timer의 작업 큐를 확인해 보면 PostgreSql Statement 객체와 관련된 Task 객체도 알 수도 있어요.
그럼 org.postgresql.jdbc3g.Jdbc3gPreparedStatement 클래스가 어떻게 동작하는지 자세히 알아볼까요?
org.postgresql.jdbc3g.Jdbc3gPreparedStatement는 org.postgresql.jdbc2.AbstractJdbc2Statement의 상속 클래스이며 finalize() 메서드를 재정의한 클래스에요. Finalize 처리를 위해 객체 생성 시, JVM에 의해 Finalizer 체인으로 등록되죠.
위와 같은 코드로 보아 CancelTimer는, Query 실행 후 일정 시간이 지나면 자동으로 TimeOut 취소 처리를 위한 Timer에요.
정해진 시간 내에 정상적으로 Query가 수행되고 객체를 종료(Close) 시, Timer를 취소하도록 되어 있어요. 이때 취소된 Task는 상태 값만 변경되고, 실제로는 Timer의 큐에서 아직 사라지진 않아요.
Timer에 등록된 작업은, TimerThread에 의해 순차적으로 처리돼요. Task는 TimerThread에서 처리를 해야 비로소 큐에서 제거되거든요.
이때 가져온 Task는 취소 상태가 아니며, 처리 시간에 아직 도달하지 않은 경우 해당 Task의 실행 예정 시간까지 대기해야 돼요.
여기서 문제점이 발생해요.
이 대기 시간이 길어지면 TimerThread의 처리가 지연되기 때문이죠. 이후 대기 Task들은 상태 여부에 상관없이, 큐에 지속적으로 남아있게 돼요.
만약 오랜 시간 동안 처리가 진행되지 않는다면, 여러 번의 Minor GC 발생 후 참조 객체들은 영구 영역(Old Gen)으로 이동될 수 있어요.
영구 영역으로 이동된 객체는, 메모리에 즉시 제거되지 못하고 오랜 기간 남게 되죠. 이는 Old(Full) GC를 발생시켜 시스템 부하를 유발하게 해요. 실제로 시스템에 설정된 TimeOut 값은 3,000초(50분)에요.
Finalizer 참조 객체는 GC 발생 시, 즉시 메모리에서 수집되지 않고 Finalize 처리를 위한 대기 큐에 들어가요. 그다음 FinalizerThread에 의해 Finalize 처리 후 GC 발생 시 비로소 제거되죠. 때문에 리소스의 수집 처리가 지연될 수 있어요.
또한 FinalizerThread 스레드는 우선순위가 낮아요. Finalize 처리 객체가 많은 경우, CPU 리소스가 상대적으로 부족해지면 개체의 Finalize 메서드 실행을 지연하게 만들어요. 처리되지 못한 객체는 누적되게 만들죠.
요약한다면 FinalReference 참조 객체의 잘못된 관리는
1) 객체의 재 참조를 유발 2) 불필요한 객체의 누적을 유발 3) Finalize 처리 지연으로 인한 리소스 누적을 유발
하게 해요.
PART2.
제니우스 APM을 통해 Finalize 객체를 모니터링하는 방법
Zenius APM에서는 JVM 메모리를 모니터링하고 분석하기 위한, 다양한 데이터를 수집하고 있어요. 상단에서 보았던
FinalReference 참조 객체의 현황에 대한 항목도 확인
할 수 있죠.
APM 모니터링을 통해 Finalize 처리에 대한 문제 발생 가능성도
‘사전’
에 확인
할 수 있답니다!
위에 있는 그림은 Finalize 처리 대기(Pending)중인 객체의 개수를 확인 가능한 컴포넌트에요.
이외에도 영역별 메모리 현황 정보와 GC 처리 현황에 대해서도 다양한 정보를 확인 할 수 있어요!
이상으로 Finalize 처리 객체에 의한 리소스 문제 발생 가능성을, 사례를 통해 살펴봤어요. 서비스에 리소스 문제가 발생하고 있다면, 꼭 도움이 되었길 바라요!
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©참고 자료
◾ uxys, http://www.uxys.com/html/JavaKfjs/20200117/101590.html
◾ Peter Lawrey, 「is memory leak? why java.lang.ref.Finalizer eat so much memory」, stackoverflow, https://stackoverflow.com/questions/8355064/is-memory-leak-why-java-lang-ref-finalizer-eat-so-much-memory
◾ Florian Weimer, 「Performance issues with Java finalizersenyo」, enyo,
https://www.enyo.de/fw/notes/java-gc-finalizers.html
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김진광
APM팀(개발3그룹)
개발3그룹 APM팀에서 제품 개발과 기술 지원을 담당하고 있습니다.
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[행사] 브레인즈컴퍼니 ‘가을문화행사 2023’
[행사] 브레인즈컴퍼니 ‘가을문화행사 2023’
지난 10월 26일 목요일, 브레인즈컴퍼니에서 ‘가을문화행사 2023’를 진행했어요. 코로나 이후 처음 문화 행사를 하는 만큼 더 뜻깊은 시간이었는데요. 이번 행사가 더 특별한 이유는! 브레인저뿐만 아니라, 가족과 지인들을 초대해 함께 식사를 하고 문화 체험을 할 수 있었다는 점이었어요. 자회사인 에이프리카 임직원, 가족 지인분들도 함께 했답니다. 소중한 사람들과 함께해서 더 의미 있었던 가을문화행사 2023. 그 후기를 바로 들려드릴게요! 두근두근 선물 증정 준비💝 지인을 초대한 임직원분들에 한하여 선물도 준비했어요! 그저 브레인저와 함께하는 소중한 분들과 더 뜻깊은 시간이 되기 바랐어요. 브레인즈는 맛집에도 진심이니까🥗 가을 문화의 밤을 제대로 즐기기 위해, 우선 배를 채워 줄게요. 식당 장소는 종로 맛집 A. 부부식당(개인 참석팀) B. 도토리편백(가족 및 지인팀)으로 나누어 식사했답니다! 부드러운 편백찜 고기와 양념이 맛있었던 떡볶이, 아기자기하고 독특한 메뉴들이 매력적이었던 음식까지! 참석한 임직원분들과 가족, 지인분들께서 좋은 식사였다고 피드백까지 주셨어요(뿌듯). 연극 관람으로 눈을 즐겁게👀 배를 든든히 채웠다면, 눈에도 재미를 채워줄게요! 이번 문화 행사는 ‘쉬어 매드니스’ 연극을 관람했어요. 연극 내용은 살인범이 정해져 있는 것이 아닌, 관객들의 찬반 의견을 통해 범인으로 지목하는 전개로 이어갔는데요. 흥미로운 점은 스포 방지를 위해 범인이 연극마다 달라진다고! 이처럼 배우분들께서 관객분들과 중간중간 소통하며 진행하는 ‘관객 참여형’ 연극이라 재미있었답니다. 무엇보다 소중한 사람들과 함께 관람하니 더 즐거웠어요. 브레인저 85%가 만족한 문화 행사👍 모든 일정이 끝나고 참석한 임직원분들 대상으로 설문조사를 받았는데요. 무려 참석한 임직원 85%가 만족 이상으로 체크해 주셨어요! “너무 만족스럽고 재미있었습니다”, “준비하신다고 고생 많으셨습니다”와 같은 감동적인 피드백을 받기도 했답니다. 앞으로도 더 나은 사내 문화를 위해 브레인즈컴퍼니가 노력할게요. 다음 해에도 가을 문화 행사는 쭈욱- 계속됩니다!
2023.11.01
브레인즈컴퍼니, 2024 가을문화행사 후기
브레인즈컴퍼니, 2024 가을문화행사 후기
지난 10월 31일 목요일 저녁, 브레인즈컴퍼니는 서울의 중심지인 명동에서 직원과 가족 그리고 지인이 함께 하는 '가을문화행사'를 열었습니다. 바쁜 일상에서 잠시 벗어나 소중한 사람들과 특별한 시간을 보내며 따뜻한 추억을 만들 수 있었던 시간이었습니다. 자회사 에이프리카의 직원과 가족도 함께해, 이번 행사는 더욱 의미가 깊었는데요. 저녁식사부터 공연 관람까지! 그날의 생생한 후기를 자세히 정리했습니다. │다채로운 메뉴로 함께한 즐거웠던 저녁시간 가을 문화의 밤을 제대로 즐기기 앞서, 초밥 뷔페에서 배를 든든하게 채워주었습니다. 초밥은 물론 폭립, 피자, 샐러드, 디저트까지 다양한 메뉴로 행사에 참여한 모두의 입맛을 사로잡았습니다. "마음껏 골라 먹을 수 있는 뷔페에서 저녁 식사를 할 수 있어서, 더 만족스러워요. 사실 벌써 4그릇 째에요(웃음)."라며 즐거워하는 구성원의 소감도 들어볼 수 있었습니다. 모처럼 모인 가족과 지인이 함께 즐기는 맛있는 식사 덕분에, 그 어느 때보다 화기애애한 대화와 웃음이 이어졌습니다. 명동의 활기찬 분위기와 어우러져 작은 축제 같은 저녁이었습니다. │모두의 웃음과 박수가 끊기지 않았던 난타 공연 이어서 명동 난타(NANTA) 극장에서 모두가 기대하던 난타 공연이 펼쳐졌습니다. 저녁 8시에 공연이 시작되었고, 90분이라는 시간 내내 박수와 웃음이 끊이지 않았습니다. '주방 퍼포먼스'라는 이름에 걸맞게 배우들은 요리사 복장으로 등장해 주방의 도구들을 활용한 타악기 연주와 아크로바틱을 선보이며, 유쾌한 퍼포먼스를 선보였습니다. 상모돌리기, 사자춤, 접시돌리기 등 전통예술 요소가 가미되어 더욱 흥미로운 무대가 되었습니다. 대사 없이도 생동감 넘치는 표정과 동작만으로 무대를 가득 채웠고, 관객과 소통하며 모두가 함께 즐길 수 있던 시간이었습니다. 특히 공연 중간에 관객이 참여할 수 있는 시간이 있었는데요. 메인 역할로 브레인저 구성원분들이 선정되어 기억에 오래 남는 추억도 간직할 수 있었습니다. 행사에 참여한 한 직원은 "평일에 가족들과 시간을 보내는 게 참 어렵잖아요. 이번 행사 덕분에 가족과 함께 여유롭게 저녁시간을 보낼 수 있어 행복했어요. 명동에서 할로윈 분위기도 함께 느낄 수 있어 마치 여행 온 것 같았고, 맛있는 음식과 공연까지 즐길 수 있어 큰 선물을 받은 기분이었습니다!"라며 감동의 소감을 전하기도 했습니다. 브레인즈컴퍼니는 앞으로도 구성원들이 일과 삶의 균형을 유지하고 가족과 소중한 시간을 보낼 수 있는 자리를 지속적으로 마련할 예정입니다. 이번 가을의 밤처럼 따뜻하고 의미 있는 행사를 통해, 브레인저의 일상에 행복을 더해나가겠습니다. 다음 행사도 많은 기대 부탁드립니다!
2024.11.02
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