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[Item 8] finalizer와 cleaner 사용을 피하라

finalize 메소드란?

  • 자바의 모든 클래스는 최상위 클래스인 Object 클래스의 여러 메서드를 포함하고 있음
  • 객체 소멸자라고 말하는 finalize 메서드도 그 메서드들 중 하나
  • 존재이유가 불분명한 메서드
    • 자바에서 메모리는 개발자가 직접 관리하지 않는다. 접근할 수 없게 된 객체를 회수하는 역할을 가비지 컬렉터 가 담당하고, 프로그래머 에게는 아무런 작업도 요구하지 않는다.
  • "종료자는 사용하면 안 된다. 예측이 불가능하고 대체로 위험하고 일반적으로 필요하지 않다."

권장: GC를 이용해서 메모리 회수하기

ObjectEx obj4; // ObjectEx 객체와 obj4 레퍼런스
obj4 = new ObjectEx(); // ObjectEx()클래스에 obj4레퍼런스 생성
obj4 = new ObjectEx(); // ObjectEx()클래스에 obj4레퍼런스 재 생성, 따라서 이전 관계는 끊어짐

// 언젠가 GC가 적절한 타이밈에 메모리를 회수해 줌

비권장: 소멸자를 호출해서 자원 회수하기

@Override
	protected void finalize() throws Throwable {
		System.out.println(" -- finalize() method --");
		super.finalize();
  }

finalizer 사용이 불러온 재앙

  • finalizer 처리 스레드는 애플리케이션 스레드보다 우선 순위가 낮다는 문제가 있음
    • 원인을 알 수 없는 OutOfMemoryError를 내며 죽는 GUI 애플리케이션을 디버깅해 보니 그래픽스 객체 수천 개가 finalizer 대기 열에서 회수되기만을 기다 라고 있었다. 불행히도 finalizer 스레드는 다른 애플라케이션 스레드보다 우선 순위가 낮아서 실행될 기회를 제대로 얻지 못한 것이다.
  • 그래서 JAVA9 에서부터는 cleaner 로 대체
    • cleaner 에서는 자신을 수행할 스레드를 제어할 수 있다
    • 그러나 여전히 수행 시점은 보장하지 않음

finalizer는 오히려 GC의 자원회수를 방해한다

  • 저자가 생성한 AutoCloseable 객체
    • 가비지 컬렉터가 수거하기까지 12ns
    • finalizer를 사용하면 550ns
    • 안전망 방식의 finalizer에서는 660s (아래에서 설명..그치만 어쨋든간 느리다..)
  • finalizer가 가비지 컬렉터의 효율을 떨어뜨리기 때문이다.

finalizer를 사용한 보안 공격

  • 객체가 소멸된 후에도 객체에 접근가능, 소멸된 객체의 인스턴스도 실행가능
  • 그치만 GC가 언젠간 객체를 정리해 주지 않냐? 그 뒤로는 안전하겠지? No
    • 생존 트릭: 다음과 같이 finalize안에 자기참조를 넣으면 "참조"효과로 GC에게 정리당하지도 않고 프로그램 종료될 때까지 좀비상태로 남아있게 됨.
    • public class Zombie {
static Zombie zombie;

public void finalize() {
  zombie = this;
  }
}

finalizer attack 방어하기

  • finzlize 상속 금지
    • 위와같은 코드를 짜는 개발자는 없다. subclassing 과정에서 실수로 저런 코드가 만들어지기 때문
    • final protected void finalize() {
  • 클래스 상속 금지
    • 위의 방법보다 조금 더 강한 제약
    • public final class AccountOperations {
  • (workaround)Boolean flag를 사용해라
    • 공격자가 임의 메서드 접근을 성공했다 하더라도, 메서드 안에 검증루틴을 하나 더 넣어서 실행은 안되도록 막기
    • private boolean isUserAuthorized = false;
public void transferMoney(double amount) {
  if (!isUserAuthorized) {
    System.out.println("You are not authorized");
    return;
  }
  System.out.println("Transferring " + amount + " to beneficiary");
}

이쯤이면 cleaner와 finalizer는 대체 어디에 쓰는 물건일까?

  • 자원의 소유자가 close 메서드를 호출하지 않는 것에 대비한 안전망 역할(늦더라도 꼭 회수해라~ 를 명시적으로 선언)
  • 네이티브 피어(native peer)와 연결된 객체에
  • 네이티브 피어: 일반 자바 객체가 네이티브 메서드를 통해 기능을 위임한 네이티브 객체
  • 네이티브 피어는 자바 객체가 아니니 가비지 컬렉터는 그 존재를 알지못한다.

안전망으로써의 cleaner 사용

  • clean 호출될 때 행동을 내가 지정해주고 싶다면 사용
    //cleanable 객체. 수거 대상이 되면 방을 청소한다.
    private final Cleaner.Cleanable cleanable;
    
    public Room(int numJunkPiles) {
    	state = new state(numJunkPiles);
        cleanable = cleaner.register(this, state);
    }
    
    @Override public void close() {
    	cleanable.clean();
    }
  • 하지만 이것역시 반드시 실행되리라는 보장 없음
  • 클라이언트가 모든 Room 생성을 try-with-resources 블록으로 감썼다변 자동 청소는 전혀 필요하지 않다.

참고: https://www.zehye.kr/java/2019/08/22/11java_constructor/