구르는 돌에는 이끼가 끼지 않는다

1. 스택

스택을 간단히 구현한 코드

메모리 누수가 일어나는 위치가 어디인가?

public class Stack {
    private Object[] elements; 
    private int size =0; 
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

    public Stack(){
        elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
    }

    public void push(Object e){
        ensureCapacity();
        elements[size++] = e;
    }

    public Object pop(){
        if(size == 0)
            throw new EmptyStackException();
        return elements[--size];
    }

    private void ensureCapacity(){
        if(elements.length == size)
            elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
    }

}

스택을 사용하는 프로그램을 오래 실행하다 보면 점차 가비지 컬렉션 활동과 메모리 사용량이 늘어나 결국 성능이 저하될 것임
스택이 커졌다가 줄어들었을 때 스택에서 꺼내진 객체들을 가비지 컬렉터가 회수하지 않음
스택이 그 객체들의 다 쓴 참조(obsolete reference)를 여전히 가지고 있기 때문임

해법

pop() 메서드 부분을 해당 참조를 다 썼을 때 null 처리(참조 해제) 하면된다.

public Object pop(){
    if(size == 0)
        throw new EmptyStackException();

    Object result = elements[--size];
    elements[size] = null;

    return result;
}

만약 null 처리한 참조를 실수로 사용하려 하면 프로그램은 즉시 NullPointerException을 던지면 종료

객체 참조를 null 처리하는 일은 예외적인 경우여야 한다.

자기 메모리를 직접 관리하는 클래스라면 프로그래머는 항시 메모리 누수를 주의해야 함

2. 캐시

캐시 역시 메모리 누수를 일으키는 주범이다.
캐시 외부에서 키를 참조하는 동안만 엔트리가 살아 있는 캐시가 필요한 상황이라면 WeakHashMap을 사용해 캐시를 만들자

3. 리스너 혹은 콜백

클라이언트가 콜백을 등록만 하고 명확히 해지하지 않는다면, 뭔가 조치해주지 않는 한 콜백을 계속 쌓여갈 것임
콜백을 약한 참조(weak reference)로 저장하면 가비지 컬렉터가 즉시 수거해감

정리

메모리 누스는 철저한 코드 리뷰나 힙 프로파일러 같은 디버깅 도구를 동원해야만 발견되기도 함
그래서 이런 종류의 문제는 예방법을 익혀두는 것이 매우 중요

String s = new String("bikini");

실행될 때마다 String 인스턴스를 새로 만듬

String s = "bikini";

다음 개선된 버전은 인스턴스를 매번 만드는 대신 하나의 String 인스턴스를 사용함

생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 제공하는 불변 클래스에서는 정적 팩터리 메서드를 사용해 불필요한 객체 생성을 피함

Boolean(String);

//대신        
Boolean.valueOf(String);

성능을 훨씬 더 끌어올릴 수 있다!

static boolean isRomanNumeral(String s){
    return s.matches("[정규식]");
}

String.matches는 정규표현식으로 문자열 형태를 확인하는 가장 쉬운 방법이지만, 성능이 중요한 사황에서 반복해 사용하기엔 적합하지 않음

Pattern 인스턴스를 클래스 초기화 과정에서 직접 생성해 캐싱해두고, 나중에 isRomanNumeral 메서드가 호출될 때마다 인스턴스를 재사용

값비싼 객체를 재사용해 성능을 개선한다.

public class RomanNumerals {
    private static final Pattern ROMAN = Pattern.compile("[정규식]");

    static boolean isRomanNumeral(String s){
        return ROMAN.matcher(s).matches();
    }
}

1.1ms -> 0.17ms 6.5배 빨라짐
성능만 좋아진 것이 아니라 코드도 더 명확해짐

어댑터 (패턴)

한 클래스의 인터페이스를 클라이언트에서 사용하고자 하는 다른 인터페이스로 변환한다.
어댑터를 이용하면 인터페이스 호환성 문제 때문에 같이 쓸 수 없는 클래스들을 연결해서 씀

어댑터는 뒷단 객체만 관리하면된다. 즉, 뒷단 객체 외에는 관리할 상태가 없으므로 뒷단 객체 하나당 어댑터 하나씩만 만들어지면 충분하다.
어댑터를 뷰라고 부름

Map 인터페이스의 keySet 메서드
keySet이 뷰 객체를 여려 개 만들어도 상관은 없지만 그럴 필요도 없고 이득도 없음

오토박싱(AutoBoxing)

기본 타입과 그에 대응하는 박싱된 기본 타입의 구분을 흐려주지만, 완전히 없애주는 것은 아님
끔찍이 느리다! 객체가 만들어지는 위치를 찾았는가?

private static long sum(){
    Long sum = 0L;
    for(long i=0; i <= Integer.MAX_VALUE; i++)
        sum += i;

    return sum;
}

• Long으로 선언해서 불필요한 Long 인스턴스가 약 231개나 만들어진 것
• sum변수의 타입을 long으로만 바꿔주면 내 컴퓨터에서는 6.3초에서 0.59초로 빨라진다.
• 박싱된 기본 타입보다는 기본 타입을 사용하고, 의도치 않은 오토박싱이 숨어들지 않도록 주의하자.
  
  

정리

• 객체 생성은 비싸니 피해야 한다로만 생각하면 안됨
• 방어적 복사에 실패하면 언제 터져 나올지 모르는 버그와 보안 구멍으로 이어지지만,
• 불필요한 객체 생성은 그저 코드 형태와 성능에만 영향을 줌
  
  

얕은 복사, 방어적 복사, 깊은 복사

• 얕은 복사 : 객체를 복사할 때, 객체의 주소 값만을 복사하는 방식
• 방어적 복사 : 객체의 주소를 복사하지 않고 객체의 내부 값을 참조하여 복사하는 방법
• 깊은 복사 : 객체의 모든 내부 상태를 완전히 복사하여 새로운 객체를 만드는 방법

정적 유틸리티를 잘못 사용한 예 - 유연하지 않고 테스트하기 어렵다

public class SpellChecker {
    private static final Lexicon dictionary =  ...;

    private SpellChecker() {} // 객체 생성 방지

    public static boolean isValid(String word) { ... }
    public static List<String> suggestions(String type) { ... }
}

싱글턴을 잘못 사용한 예 - 유연하지 않고 테스트하기 어렵다.

public class SpellChecker {
    private final Lexicon dictionary = ...;

    private SpellChecker(){}
    public static SpellChecker INSTANCE = new SpellChecker(...);

    public boolean isValid(String word) { ... }
    public List<String> suggestions(String typo) { ... }
}

두 방식 모두 사전 하나로 이 모든 쓰임에 대응하기 어렵다.

- 사용하는 자원에 따라 동작이 달라지는 클래스에 정적 유틸리티 클래스나 싱글턴 방식이 적합하지 않음

- 클래스가 여러 자원 인스턴스를 지원해야하며 클라이언트가 원하는 자원(dictionary)을 사용해야 함

- 인스턴스가 생성할 때 생성자에 필요한 자원을 넘겨주는 방식

- 의존 객체 주입은 유연성과 테스트 용이성을 높여준다.

public class SpellChecker {
    private final Lexicon dictionary;

    public SpellChecker(Lexicon dictionary){
        this.dictionary = Objects.requireNonNull(dictionary);
    }

    public boolean isValid(String word){}
    public List<String> suggestions(String typo){}
}

의존 객체 주입 패턴

생성자, 정적 팩터리, 빌더 모두에 똑같이 응용할 수 있음

팩터리란 호출할 때마다 특정 타입의 인스턴스를 반복해서 만들어주는 객체

팩터리 메서드 패턴이 가장 쓸만한 변형

자바 8에서 소개한 Supplier 인터페이스가 팩터리를 표현한 완벽한 예

이 방식은 사용해 클라이언트는 자신이 명시한 타입의 하위 타입이라면 무서이든 생성할 수 있는 팩터리를 넘길 수 있음

Mosaic create(Supplier<? extends Title> titleFactory) {}

의존 객체 주입이 유연성과 테스트 용이성을 개선해주긴 하지만, 의존성이 수천 개나 되는 큰 프로젝트에서는 코드를 어지럽게 만듬

스프링 같은 의존 객체 주입 프레임워크를 사용하면 이런 어질러짐을 해소할 수 있음

정리

클래스가 내부적으로 하나 이상의 자원에 의존하고, 그 자원이 클래스 동작에 영향을 준다면 싱글턴과 정적 유틸리티 클래스는 사용하지 않는 것이 좋음
의존 객체 주입이라는 이 기법은 클래스의 유연성, 재사용성, 테스트 용이성을 기막히게 개선해줌

추가 스프링에서 의존성 주입 방법 3가지

1. Field 주입

@Service 
public class FieldInjectionService {

	@Autowired 
    private ExampleService exampleService; 
    
    public void getBuLogic(){ 
    	exampleService.businessLogic(); 
    } 
    
}

2. Setter 주입

@Service 
public class SetterInjectionService{

    private ExampleService exampleService; 
    
    @Autowired 
    public void setExampleService(ExampleService exampleService){ 
    	this.exampleService = exampleService; 
    } 
    
    public void getBuLogic(){ 
    	exampleService.businessLogic(); 
    } 
    
}

3. Constructor 주입

@Service 
public class ConstructorInjectionService { 

    private final ExampleService exampleService; 
    
    public void ConstructorInjectionService(final ExampleService exampleService) { 
    	this.exampleService = exampleService; 
    } 
    
    public void getBuLogic(){ 
    	exampleService.businessLogic(); 
    } 
    
 }

장점

1. 불변 객체를 만들 수 있음
2. 순환참조를 막을 수 있음
3. NPE 방지

Lombok 라이브러리를 사용하여 생성자 자동생성 어노테이션 이용한 개선

@Service
@RequredArgsConstructor
public class ConstructorInjectionService{

    private final ExampleService exampleService;

    public void getBuLogic(){
        exampleService.businessLogic();
    }
}