개발하는데 다 이유가 있겠지

메모리 누수(Memory Leak)

• 컴퓨터 프로그램이 필요하지 않은 메모리를 계속 점유하고 있는 현상
• 더 이상 사용하지 않는 객체들이 힙(Heap) 영역에 남아있어 불필요하게 메모리를 차지하는 상황

메모리 라이프 사이클

1. 메모리 할당 : 변수를 선언할 때나 객체, 배열 등을 생성할 때 메모리를 할당
2. 메모리 사용 : 할당된 메모리를 읽거나 쓰는 단계(변수에 새로운 값을 할당하거나 객체의 속성을 읽을 떄 메모리 사용)
3. 메모리 해제 : 객체가 더 이상 필요하지 않게 되면 메모리 해제코드 예시

char *a = malloc(20); // 포인터 변수 a에 동적 메모리 할당
char *b = malloc(10); // 포인터 변수 b에 동적 메모리 할당

b = a; // b가 가지고 있던 주소값을 a에 할당

free(a); // 포인터 a에 할당한 20바이트의 메모리를 해제  
free(b); // 포인터 b에 할당한 10바이트의 메모리가 아닌 a에 할당한 20바이트 메모리 해제

// 포인터 b에 할당했던 10바이트 메모리가 할당 해제 될 수 없는 상태가 됨(memory leak 발생)

메모리 누수 예제

• 동적 메모리를 할당한 포인터 변수로 포인터 연산(e.g. 반복문)을 하여 동적 메모리를 할당한 메모리의 시작주소값이 아닌 상태에서 free를 하는 경우

c_ptr = malloc(10);

if (c_ptr == 0)
	return (-1);
	
while (*c_ptr)
{
	c_ptr++;
}
free(c_ptr);

• 동적 메모리 할당을 받은 포인터 변수가 free되지 않을 채 선언된 블록({})을 벗어난 경우
• 프로그램이 정상종료되기 전에 free(할당 해제)를 하지 않은 경우
• 프로그램이 에러에 따른 종료에 대비하여 종료 전 free(할당 해제) 조치를 하지 않은 경우
• 할당 해제를 하는 중간에 에러가 발생한 경우

메모리 누수를 피할 수 있는 좋은 습관

• malloc이나 calloc 함수를 쓰면 바로 free를 써놓고 코딩을 이어가기

char *str = (char*)malloc(n * sizeof(char)); // 코드

free(str);

•  동적 메모리 할당을 한 포인터를 직접 사용하지 않고, 임시 포인터 변수를 활용

int ptr = (int)malloc(sizeof(int));
int *temp = ptr;
free(ptr);

•  동적 메모리를 할당한 프로그램에서 오류나 예외처리로 바로 프로그램을 종료를 시키는 코드를 작성할 때, return 전에 할당한 메모리를 free해주는 것 잊지말고 작성

if (wirte(1, "42seoul", 7) == -1)
{
	free(메모리);
	return;
}

메모리 누수 방지 방법

1. 할당과 해제의 균형 유지
   동적으로 메모리를 할당한 후 반드시 해당 메모리를 더 이상 사용하지 않을 때 free 함수로 해제합니다.
   할당과 해제를 균형 있게 유지하여 메모리 누수를 방지합니다.
2. 할당된 메모리의 라이프사이클 관리
   메모리 할당과 해제는 해당 메모리의 라이프사이클에 따라 이루어져야 합니다.
   함수나 블록의 범위 내에서 할당한 메모리는 해당 범위를 벗어나기 전에 해제해야 합니다.
   
   
3. 자동으로 해제하는 방법 사용
   C 언어에서는 자동으로 메모리를 해제하는 방법도 제공됩니다.
   예를 들어, 지역 변수나 스택을 활용하여 메모리 누수를 줄일 수 있습니다.
   
   
4. 메모리 할당과 해제 관련 함수 활용
   C 언어에서는 메모리 할당과 해제를 보다 안전하고 효율적으로 관리하기 위한 함수들이 제공됩니다.
   malloc 대신 calloc을 사용하거나, 문자열 복사 함수로 strdup을 활용하여 문자열 메모리를 자동으로 할당 및 해제할 수 있습니다.
   
   
5. 디버깅 도구 활용
   메모리 누수를 탐지하기 위해 리눅스에서는 Valgrind와 같은 디버깅 도구를 활용할 수 있습니다.
   이 도구는 프로그램 실행 중 메모리 누수를 실시간으로 모니터링하여 오류를 찾아줍니다.
6. goto문을 활용해 한 군데에서 메모리를 정리
   C에서는 try-catch를 사용할 수 없지만 goto를 활용하면 try-catch와 유사한 효과를 볼 수 있습니다.
   출처: [https://www.kernelpanic.kr/34]

(Mac OS)

• valgrind --leak-check=full ./실행파일명(Windows)
  1. Dr. Memory의 공식 웹사이트(https://drmemory.org/) 에서 최신 버전을 다운로드합니다.

(Windows)

• drmemory -logdir <출력_디렉토리> -- <프로그램_실행_명령어>
  (drmemory -logdir C:\DrMemoryLogs -- my_program.exe)

메모리 프로파일러

• 메모리 사용영역을 탐지하고 객체별 사용 빈도와 데이터 라이프 사이클 같은 데이터를 자동으로 수집하는 툴(메모리 문제 분석 툴)