[Android] Memory Leak with Profiler, LeakCanary

💡안드로이드 개발 환경에서 자주 마주칠 수 있는 메모리 누수에 대해서 학습하였습니다 !

 

Memory Leak

• Memory Leak은 프로그램이 더 이상 사용하지 않는 메모리를 해제하지 않고, 계속 차지하고 있는 상태를 말합니다.
• 메모리 자원이 낭비되어 앱의 성능이 저하되거나, 심한 경우 앱이 강제 종료되는 문제를 일으킬 수 있습니다.
• 안드로이드에서는 주로 아래 환경에서 메모리 누수가 발생할 수 있습니다.

안드로이드에서 Memory Leak

• 상태 유지
  • 객체가 Activity, Fragment와 같은 라이프사이클을 갖는 컴포넌트에 강한 참조를 유지할 때 발생합니다.
• 리소스 누수
  • 사용 후 적절히 해제되지 않는 리소스로 파일 핸들, 데이터베이스 연결 등이 있습니다.
• 콜백 및 리스너
  • 콜백이나 리스너가 등록된 후 해제되지 않거나 적절히 관리되지 않을 때 발생합니다.

Android Studio Profiler

• 안드로이드 스튜디오에서는 Profiler를 통해 리소스의 사용량과 누수를 확인할 수 있습니다.

• Memory 탭에선 Leaks가 발생했음을 표시해주는 기능으로 메모리 누수를 확인할 수 있습니다.
  • 시스템 메모리에 앱이 어떤 영향을 주고 있는 지에 대해 더 알아볼 수 있다는 장점이 있지만, 추적이 쉽지 않습니다.

앱 성능 프로파일링  |  Android Studio  |  Android Developers

앱 성능 프로파일링  |  Android Studio  |  Android Developers

탐지 방식

• Android Studio IDE 하단에서 Profiler 탭을 통해 확인할 수 있습니다.
• Memory 영역에서 메모리에 대해 자세한 내용을 확인할 수 있고, Force Garbage Collection을 수행할 수 있습니다.
  • [Force Garbage Collection] : GC 로도 해제되지 않은 메모리를 검출합니다.
• Capture heap dump를 통해 Memory Leak가 발생하는 수를 확인할 수 있습니다.
  • 이는 첫 번째 항목부터 분석하며, tree 구조로 구현된 계층 구조에서 child를 탐색하여 누수를 발생하는 변수를 확인할 수 있습니다.
  • reference를 찾아가는 과정으로 어떤 원인으로 메모리 누수가 발생했는지를 유추할 수 있습니다.

Garbage Collection

• 프로그램 개발 시 발생한 유효하지 않은 메모리를 정리해주는 기능입니다.
• JVM의 가비지 컬렉터가 불필요한 메모리를 정리하며, GC라고도 합니다.

LeakCanary

• LeakCanary은 안드로이드 앱에서 메모리 누수를 자동으로 탐지하고 분석하는 도구입니다.
• Square에서 개발한 오픈 소스 라이브러리로, 앱의 메모리 사용을 모니터링하고 누수가 발생하면 이를 감지하여 개발자에게 경고합니다.

주요 기능

• 자동 감지
  • 앱이 메모리 누수를 발생시킬 때 이를 자동으로 감지합니다.
• Report
  • 누수를 발견하면 상세한 리포트를 생성하며, 이 리포트에는 메모리 누수가 발생한 위치와 원인에 대한 정보가 포함됩니다.
• 디버깅 지원
  • 리포트에는 메모리 누수의 heap dump를 포함한 분석 정보가 있어 문제를 해결하는 데 유용합니다.

의존성 추가

• LeakCanary을 사용하기 위해서는 의존성을 추가합니다.
• 앱의 디버그 빌드에서만 작동하며, 앱을 빌드하면 자동으로 메모리 누수를 감지합니다.

dependencies {
    debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:2.10'
}

• 이를 활용해 메모리 누수를 조기에 발견하고 수정함으로써 앱의 안정성과 성능을 크게 개선할 수 있습니다.

동작 방식

• retained 객체 감지하기
  • Activity, Fragment, View, ViewModel 등이 파괴되고 5초 이내에 GC가 되지 않으면 retained 된 것으로 판단해 이를 Logcat에 기록합니다.
  • 이 후 LeakCanary는 힙을 덤프하기 전에 retained 객체들의 수를 세고 알림으로 표시합니다.
• 힙 메모리 덤프하기
  • retained 객체수가 임계값을 넘어가면 LeakCanary는 Java 힙 메모리 영역을 안드로이드 파일 시스템에 .hprof 파일로 덤프합니다.
  • 힙을 덤프하면 짧은 시간 동안 앱이 정지되고, LeakCanary에 토스트가 표시됩니다.
• 힙 메모리 분석하기
  • Shark라는 분석 도구를 활용하여 저장 된 .hprof 파일을 분석하고, 덤프된 힙에서 retained 객체를 찾아냅니다.
  • 분석이 완료되면 로그캣 및 알림을 통해 분석 결과를 확인할 수 있습니다.
• 메모리 누수 분류하기
  • LeakCanary는 앱에서 찾은 메모리릭을 아래와 같이 분류합니다.
    • 애플리케이션 누수
    • 라이브러리 누수
  • 이를 통해 타사 코드 버그로 발생한 메모리 누수인지, 애플리케이션 내부 누수인지 확인할 수 있습니다.

참고

https://leveloper.tistory.com/197