백기선님의 유투브 강의 내용을 정리하였습니다.
강의내용 필기
주제 8: Finalizer와 Cleaner는 피하라
Finalizer는 예측 불가능하고, 위험하며 대부분 불필요하다. 그걸 쓰면 이상하게 동작하기도 하고, 성능도 안좋아지고, 이식성에는 문제가 생길 수 있다. Finalizer를 유용하게 쓸 수 있는 경우는 극히 드물다.
public class FinalizerExample {
@Override
protected final void finalize() throws Throwable {
System.out.println("Clean up");
}
public void hello() {
System.out.println("hi");
}
}public class SampleRunner {
public static void main(String[] args) {
SampleRunner runner = new SampleRunner();
runner.run();
}
priavte void run() {
FinalizerExample finalizerExample = new FinalizerExample();
finalizerExample.hello();
}
}
위의코드를 보면 finalizer 메소드가 GC의 대상은 되지만, GC가 바로바로 적용 되는 것은 아니다.
그렇기 때문에 finalizer 메소드가 언제 실행될지 모르고, 실행이 안될수도 있다.
딱 두가지 경우
- 안정망 역할로 자원을 반납하고자 하는 경우
- 네이티브 리소스를 정리해야하는 경우
일단 자바 9에서는 Finalizer가 deprecated 됐으면 Cleaner라는데 새로 생겨서 Finalizer 보다 덜 위험하지만(별도의 쓰레드를 사용하니까), 여전히 예측 불가능하며, 느리고, 일반적으로 불필요하다. 오히려 finalizer를 사용하면 성능에 문제가 생긴다.
C++에서의 destrucotr랑은 다른거다. C++의 destructor는 어떤 객체와 연관있는 자원을 반납할 때도 사용하지만, 자바에서는 try-with-resources 또는 try-finally 블럭이 그 역할을 한다. (finalizer로 하는게 아니다)
단점
단점 1.
언제 실행될지 알 수가 없다. 어떤 객체가 더 이상 필요 없어진 시점에 그 즉시 finalizer 또는 cleaner가 바로 실행되지 않을 수도 있다. 그 사이에 시간이 얼마나 걸릴지는 아무도 모른다. 따라서 타이밍이 중요한 작업을 절대로 fianlizer나 cleaner에서 하면 안된다. 예를 들어, 파일 리소스를 반납하는 작업을 그 안에서 처리한다면, 실제로 그 파일 리소스 처리가 언제 될지 알 수 없고, 자원 반납이 안되서 더 이상 새로운 파일을 열 수 없는 상황이 발생할 수도 있다.
단점 2.
특히 Finalizer는 인스턴스 반납을 지연 시킬 수도 있다. Finalizer 쓰레드는 우선 순위가 낮아서 언제 실행될지 모른다. (다른작업이 바쁘면 뒤로 미뤄진다, 언제 호출될지 모른다는 뜻이다.) 따라서 Finalizer 안에 어떤 작업이 있고, 그 작업을 쓰레드가 처리 못해서 대기하고 있다면, 해당 인스턴스는 GC가 되지 않고 계속 쌓이다가 결국엔 OutOfMemoryException이 발생할 수도 있다.
단점 3
즉시 실행되지 않는 다는 건 차지하고, Finalizer나 Cleaner를 실행하지 않을 수도 있다. 따라서 Finalizer나 Cleaner로 저장소 상태를 변경하는 일을 하지 말라. 데이터 베이스 같은 자원의 락을 그것들로 반환하는 작업을 한다면 전체 분산 시스템이 멈춰 버릴 수도 있다.
public class SampleRunner {
public static void main(String[] args) throws Exception {
SampleRunner sampleRunner = new SampleRunner();
sampleRunner.run();
System.gc();//실행이 될수도 안될수도 있다!!!
}
}
System.gc나 System.runFinalization에 속지 말라. 그걸 실행해도 Finalizer나 Cleaner를 바로 실행한다고 보장하지 못한다. 그걸 보장해주겠다고 만든 System.runFinalizersOnExit 와 그 쌍둥이 Runtime.runFianlizersOnExit은 둘다 망했고 수십년간 deprecated 상태다.
단점 4.
심각한 성능 문제도 있다. AutoCloseable 객체를 만들고, try-with-resource로 자원 반납을 하는데 걸리는 시간은 12ns인데 반해, Finalizer를 사용한 경우 550ns가 걸렸다. 약 50배가 걸렸다. Cleaner를 사용한 경우에는 66ns가 걸렸다. 약 5배인 수치이다.
단점 5.
Fianalizer 공격이라는 심각한 보안 이슈에도 이용될 수 있다. 어떤 클래스가 있고 그 클래스가 공격하려는 클래스가 해당클래스를 상속 받는다. 그리고 그 나쁜 클래스의 인스턴스를 생성하는 도중에 에외가 발생하거나, 직렬화할 때 예외가 발생하면, 원래는 죽었어야 할 객체의 finalizer가 실행될 수 있다. 그럼 그 안에서 해당 인스턴스의 레퍼런스를 기록할 수도 있고, GC가 되지 못하게 할 수도 있다. 또한 그 안에서 인스턴스가 가진 메소드를 호출할 수 있다.
원래는 생성자가 예외가 발생해서 존재하질 않았어야 하는 인스턴스인데, Finalizer 때문에 살아 남아 있는 것이다.
Final 클래스는 상속이 안되니까 근본적으로 이런 공격이 막혀 있으며, 다른 클래스는 finalize() 메소드에 final 키워드를 사용해서, 상속해서 오버라이딩 하는것을 막을 수 있다.
자원 반납 하는 방법
자원 반납이 필요한 클래스는 AutoCloseable 인터페이스를 구현하고 try-with-resource를 사용하거나, 클라이언트가 close메소드를 명시적으로 호출하는게 정석이다. 여기서 추가로 언급하자면, close 메소드는 현재 인스턴스의 상태가 이미 종료된 상태인지 확인하고, 이미 반납이 끝난 상태에서 close가 다시 호출됐다면 IllegalStateException을 던져야 한다.
public class SampleResource implements AutoCloseable{
@Override
public void close() throws Exception {
System.out.println("close");
}
public void hello(){
System.out.println("hello");
}
}
public class SampleRunner {
public static void main(String[] args) throws Exception {
SampleResource sampleResource = new SampleResource();
sampleResource.hello();
sampleResource.close();//자원 반납 필요시, 꼭 닫아줘야한다.
}
}
위의 코드와 동일하게 try-finally 문으로 사용할수 있다.
public static void main(String[] args) throws Exception {
SampleResource sampleResource = null;
try {
sampleResource = new SampleResource();
sampleResource.hello();
} finally {
if (sampleResource != null){
sampleResource.close();
}
}
}
try문으로만도 작성 가능하다.
public class SampleRunner {
public static void main(String[] args) throws Exception {
try(SampleResource sampleResource = new SampleResource()){
sampleResource.hello();
}
}
}
Finalizer와 Cleaner를 안정망으로 쓰기
원래는 추천하기로는 close를 클라이언트 딴에서 해줘야한다. 아님 try-finally로 명시적으로 설정해줘야한다.
그런데 그런걸 안했다는 가정하에, closing을 클라이언트가 안했을수도 있다는 가정하에 안전망 삼아서 사용하는 것이다. 물론 실제로 Fianlizer나 Cleaner가 호출될지 안될지 언제 호출될지도 모르긴 하지만, 안하는 것보다는 나으니까, 실제로 자바에서 제공하는 FileInputStream, FileOutputStream, ThreadPoolExecutor 그리고 java.sql.Connection에는 안전망으로 동작하는 Filnalizer가 있다.
네이티브 피어 정리할 때 쓰기
자바클래스 -> 네이티브 메소드 호출 -> 네이티브 객체 (네이티브 Peer)
네이티브 객체는 일반적인 객체가 아니라서 GC가 그 존재를 모른다. 네이티브 피어가들고 있는 리소스가 중요하지 않은 자원이며, 성능상 영향이 크지 않다면 Cleaner나 Finalizer를 사용해서 해당 자원을 반납할 수도 있을 것이다. 하지만, 중요한 리소스인 경우에는 위에서 언급한대로 close 메소드를 사용하는게 좋다.
Cleaner예제 코드
자바 9이상에서 실행가능하다.
public class CleanerSample implements AutoCloseable {
private static final Cleaner CLEANER = Cleaner.create();
private final CleanerRunner cleanerRunner;
private final Cleaner.Cleanable cleanable;
public CleanerSample() {
cleanerRunner = new CleanerRunner();
cleanable = CLEANER.register(this, cleanerRunner);
}
@Override
public void close() {
cleanable.clean();
}
public void doSomething() {
System.out.println("do it");
}
private static class CleanerRunner implements Runnable {
// TODO 여기에 정리할 리소스 전달
@Override
public void run() {
// 여기서 정리
System.out.printf("close");
}
}
}
주의 할점
Cleaner 쓰레드(CleanerRunner)는 정리할 대상인 인스턴스(CleanerSample)을 참조하면 안된다. 순환 참조가 생겨서 GC 대상이 되질 못한다.
Cleaner 쓰레드를 만들 클래스는 반드시 static 클래스여야 한다. non-static클래스(익명 클래스도 마찬가지)의 인스터스는 그걸 감싸고 있는 클래스의 인스턴스를 참조하지 않는다.
그리고 참고할만한 것 자바 10부터는 var 사용이 가능하다.
public class SampleRunner {
public static void main(String[] args) throws Exception {
try(var sampleResource = new SampleResource()){
sampleResource.hello();
}
}
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