Speicherlecks sind eines der Probleme, mit denen Softwareentwickler häufig konfrontiert sind, insbesondere diejenigen, die Programmiersprachen wie C und C++ verwenden.
Speicherverluste treten auf, wenn ein Programm Speicher aus einem Heap zuweist, ihn aber nicht freigibt, wenn er nicht mehr benötigt wird. Infolgedessen wird der verfügbare Arbeitsspeicher im System im Laufe der Zeit reduziert, was zu Leistungseinbußen und sogar zu Anwendungsfehlern führt.
Speicherlecks können sehr schwer zu erkennen und zu beheben sein, da sie in der Regel keine offensichtlichen Fehlermeldungen oder Symptome verursachen. Wenn sie jedoch nicht kontrolliert werden, können Speicherlecks erhebliche negative Auswirkungen auf Benutzer und Systeme haben.
Daher ist es für Entwickler wichtig zu verstehen, was ein Speicherleck ist, was es verursacht, wie es erkannt und wie es überwunden werden kann.
Ursachen für Speicherlecks
Speicherverluste können durch eine Vielzahl von Faktoren verursacht werden, hängen aber im Allgemeinen mit Fehlern bei der Speicherverwaltung durch Programme zusammen. Einige häufige Ursachen für Speicherverluste sind:
- Vergessen, zugewiesenen Speicher freizugeben. Dies ist der häufigste Fehler, insbesondere in Programmiersprachen, die nicht über Garbage Collection-Features verfügen, z. B. C und C++. Wenn ein Programm Speicher mit Funktionen wie malloc() oder new zuweist, muss es diesen Speicher mit Funktionen wie free() freigeben oder löschen, wenn er nicht mehr benötigt wird. Ist dies nicht der Fall, bleibt der Speicher reserviert und kann nicht von anderen Programmen verwendet werden.
- Speichern Sie Verweise auf Objekte, die nicht mehr benötigt werden. Dies ist ein häufiger Fehler in Programmiersprachen mit Garbage Collections, z. B. Java und C#. Garbage Collection ist ein Mechanismus, der automatisch Speicher freigibt, auf den das Programm nicht mehr verweist. Wenn ein Programm jedoch noch Verweise auf Objekte speichert, die nicht mehr benötigt werden, kann der Garbage Collector diesen Speicher nicht freigeben. Wenn ein Programm z. B. einen Verweis auf eine geschlossene Aktivität oder ein geschlossenes Fragment speichert, können die von dieser Aktivität oder diesem Fragment verwendeten Ressourcen nicht freigegeben werden.
- Ordnen Sie mehr Arbeitsspeicher als nötig zu. Dies ist ein Fehler, der in allen Programmiersprachen auftreten kann, insbesondere in solchen, die dynamische Datentypen wie Arrays oder Zeichenfolgen verwenden. Wenn ein Programm mehr Speicher als benötigt zuweist, wird der Speicher verschwendet und kann nicht von anderen Programmen verwendet werden. Wenn ein Programm z. B. ein Array mit einer Größe von 100 zuweist, aber nur 10 Elemente verwendet, verbrauchen die verbleibenden 90 Elemente nutzlosen Speicher.
- Missbräuchliche Verwendung von Singletons und globalen Objekten. Singleton ist ein Entwurfsmuster, das sicherstellt, dass das Programm nur auf eine Instanz einer Klasse zugreifen kann. Ein globales Objekt ist ein Objekt, auf das alle Teile des Programms zugreifen können. Beide Objekttypen können Speicherverluste verursachen, wenn sie Verweise auf andere Objekte speichern, die kürzere Lebenszyklen haben. Wenn z. B. ein Singleton- oder globales Objekt einen Verweis auf einen Kontext einer Aktivität speichert, kann diese Aktivität nicht vom Garbage Collector freigegeben werden, selbst wenn sie geschlossen ist.
- Registrieren Sie Zuhörer und Rückrufe, ohne sie zu bereinigen. Listener und Rückrufe sind Mechanismen, die es einem Programm ermöglichen, auf Ereignisse oder Ergebnisse anderer Vorgänge zu reagieren. Listener und Callbacks akzeptieren in der Regel Objekte als Parameter, die Verweise auf andere Objekte speichern können. Wenn ein Programm einen Listener oder Rückruf registriert, ohne ihn zu bereinigen, wenn er nicht mehr benötigt wird, kann das Objekt, auf das dieser Listener oder Rückruf verweist, vom Garbage Collector nicht freigegeben werden.