Memory leak in JavaScript applications 완벽 해결 가이드

도입: Memory leak in JavaScript applications란?

Memory leak in JavaScript applications는 현대 웹 애플리케이션에서 가장 흔하게 발생하는 성능 문제 중 하나입니다. 메모리 누수는 애플리케이션이 더 이상 필요하지 않은 메모리를 해제하지 못하고 계속 점유하고 있는 상태를 의미합니다. 시간이 지남에 따라 사용 가능한 메모리가 점점 줄어들어 애플리케이션의 성능이 저하되고, 심한 경우 브라우저나 Node.js 프로세스가 크래시될 수 있습니다. 특히 SPA(Single Page Application)나 장시간 실행되는 Node.js 서버에서 이 문제는 더욱 심각하게 나타납니다. 메모리 누수를 조기에 발견하고 해결하는 것은 안정적인 애플리케이션 운영에 필수적입니다.

에러 상세 분석

JavaScript는 가비지 컬렉션(Garbage Collection)을 통해 자동으로 메모리를 관리하지만, 참조가 남아있는 객체는 수집되지 않습니다. Memory leak in JavaScript applications는 주로 개발자가 의도치 않게 객체에 대한 참조를 유지하면서 발생합니다. Chrome DevTools의 메모리 프로파일러를 사용하면 힙 스냅샷을 비교하여 메모리 사용량이 계속 증가하는 패턴을 확인할 수 있습니다. 일반적인 증상으로는 페이지 로딩 속도 저하, 애니메이션 끊김, 브라우저 응답 없음 등이 있습니다. Node.js 환경에서는 process.memoryUsage()를 통해 heapUsed 값이 지속적으로 증가하는지 모니터링할 수 있습니다. 메모리 누수는 즉시 드러나지 않고 시간이 지나면서 누적되기 때문에 초기 개발 단계에서 발견하기 어렵습니다. 프로덕션 환경에서 장시간 실행 후에야 문제가 드러나는 경우가 많아 사전 예방이 중요합니다.

발생 원인 5가지

1. 이벤트 리스너 미제거

DOM 요소에 등록한 이벤트 리스너를 제거하지 않으면 해당 요소와 리스너 함수가 메모리에 계속 남아있습니다. 특히 SPA에서 컴포넌트가 제거될 때 이벤트 리스너를 정리하지 않으면 심각한 메모리 누수가 발생합니다.

2. 클로저를 통한 의도치 않은 참조

클로저는 외부 스코프의 변수를 참조하는데, 이로 인해 큰 객체나 DOM 요소가 의도치 않게 메모리에 유지될 수 있습니다. 특히 타이머나 콜백 함수에서 클로저를 사용할 때 주의해야 합니다.

3. 전역 변수 과다 사용

전역 스코프에 선언된 변수는 애플리케이션이 종료될 때까지 메모리에 유지됩니다. window 객체나 global 객체에 불필요하게 많은 데이터를 저장하면 메모리 누수의 원인이 됩니다.

4. 분리된 DOM 노드

DOM에서 제거된 요소를 JavaScript 변수에서 여전히 참조하고 있으면 가비지 컬렉션이 되지 않습니다. 이러한 “분리된 DOM 노드”는 메모리 누수의 주요 원인입니다.

5. 타이머와 콜백 정리 누락

setInterval, setTimeout, requestAnimationFrame 등을 사용 후 명시적으로 정리하지 않으면 콜백 함수와 그 안에서 참조하는 모든 변수가 메모리에 계속 남아있게 됩니다.

해결방법 7가지 (코드 포함)

1. 이벤트 리스너 적절히 제거하기

class Component {
  constructor() {
    this.handleClick = this.handleClick.bind(this);
  }

  mount() {
    const button = document.getElementById('myButton');
    button.addEventListener('click', this.handleClick);
  }

  unmount() {
    const button = document.getElementById('myButton');
    // 이벤트 리스너 제거
    button.removeEventListener('click', this.handleClick);
  }

  handleClick() {
    console.log('Button clicked');
  }
}

2. WeakMap과 WeakSet 활용

// 일반 Map 사용 시 메모리 누수
const cache = new Map();
let element = document.getElementById('myElement');
cache.set(element, { data: 'important' });

// WeakMap 사용으로 해결
const weakCache = new WeakMap();
let element2 = document.getElementById('myElement2');
weakCache.set(element2, { data: 'important' });
// element2가 DOM에서 제거되면 자동으로 가비지 컬렉션됨

3. 타이머 정리하기

class Timer {
  constructor() {
    this.intervalId = null;
    this.timeoutId = null;
  }

  start() {
    this.intervalId = setInterval(() => {
      console.log('Interval running');
    }, 1000);

    this.timeoutId = setTimeout(() => {
      console.log('Timeout executed');
    }, 5000);
  }

  stop() {
    // 타이머 정리
    if (this.intervalId) {
      clearInterval(this.intervalId);
      this.intervalId = null;
    }
    if (this.timeoutId) {
      clearTimeout(this.timeoutId);
      this.timeoutId = null;
    }
  }
}

4. 클로저 사용 시 참조 최소화

// 문제가 있는 코드
function createHandler() {
  const largeData = new Array(1000000).fill('data');
  
  return function() {
    console.log('Handler called');
    // largeData가 사용되지 않지만 클로저로 인해 메모리에 유지됨
  };
}

// 개선된 코드
function createHandler() {
  // 필요한 데이터만 추출
  const neededValue = computeNeededValue();
  
  return function() {
    console.log('Handler called', neededValue);
    // 큰 객체는 참조하지 않음
  };
}

5. DOM 참조 정리하기

class DOMManager {
  constructor() {
    this.elements = [];
  }

  addElement(selector) {
    const element = document.querySelector(selector);
    this.elements.push(element);
  }

  cleanup() {
    // DOM 참조 제거
    this.elements = [];
    // 또는
    this.elements.length = 0;
  }

  removeElement(index) {
    // 특정 요소 참조 제거
    this.elements[index] = null;
  }
}

6. 전역 변수 사용 최소화

// 문제가 있는 코드
var globalCache = [];
function addToCache(data) {
  globalCache.push(data);
}

// 개선된 코드 - 모듈 패턴 사용
const CacheModule = (function() {
  let cache = [];
  const MAX_SIZE = 100;

  return {
    add(data) {
      cache.push(data);
      // 크기 제한으로 메모리 관리
      if (cache.length > MAX_SIZE) {
        cache.shift();
      }
    },
    clear() {
      cache = [];
    }
  };
})();

7. requestAnimationFrame 정리

class Animation {
  constructor() {
    this.rafId = null;
    this.isRunning = false;
  }

  start() {
    this.isRunning = true;
    const animate = () => {
      if (!this.isRunning) return;
      
      // 애니메이션 로직
      console.log('Animating...');
      
      this.rafId = requestAnimationFrame(animate);
    };
    this.rafId = requestAnimationFrame(animate);
  }

  stop() {
    this.isRunning = false;
    if (this.rafId) {
      cancelAnimationFrame(this.rafId);
      this.rafId = null;
    }
  }
}

예방법과 베스트 프랙티스

메모리 누수를 예방하기 위해서는 개발 단계에서부터 체계적인 접근이 필요합니다. Chrome DevTools의 Performance 탭과 Memory 탭을 정기적으로 사용하여 메모리 사용 패턴을 모니터링하세요. React나 Vue 같은 프레임워크를 사용한다면 컴포넌트 생명주기 메서드(useEffect cleanup, componentWillUnmount)를 활용하여 리소스를 정리하는 습관을 들이세요. 코드 리뷰 시 이벤트 리스너, 타이머, 구독 패턴이 적절히 정리되는지 확인하고, ESLint 같은 린터 도구를 사용하여 전역 변수 사용을 제한하세요. 대용량 데이터를 다룰 때는 페이지네이션이나 가상 스크롤링을 구현하여 메모리 사용량을 제한하고, 캐시는 크기 제한과 만료 정책을 설정하세요. 프로덕션 배포 전 부하 테스트와 장시간 실행 테스트를 통해 메모리 누수를 사전에 발견하고, Sentry나 New Relic 같은 모니터링 도구를 활용하여 실시간으로 메모리 사용량을 추적하세요.

마무리

Memory leak in JavaScript applications는 적절한 이해와 대응으로 충분히 예방하고 해결할 수 있는 문제입니다. 이벤트 리스너와 타이머를 반드시 정리하고, 클로저 사용 시 참조를 최소화하며, 전역 변수 사용을 자제하는 것이 핵심입니다. Chrome DevTools를 활용한 정기적인 메모리 프로파일링과 코드 리뷰를 통해 메모리 누수를 조기에 발견하세요. 이 가이드에서 제시한 해결방법과 베스트 프랙티스를 따라 안정적이고 성능 좋은 JavaScript 애플리케이션을 개발하시기 바랍니다.