Javaのガベージコレクションを徹底理解！メモリリーク対策まで解説

public class MemoryExample {
    // ヒープ領域に確保される
    private List<String> heapData = new ArrayList<>();
    
    public void method() {
        // スタック領域に確保される
        int localVar = 10;
        
        // ヒープ領域に確保される
        String str = new String("こんにちは");
    }
}

// JVMオプションでGCの種類を指定
// 例：G1GCを使用する場合
java -XX:+UseG1GC MyApplication

// 例：Parallel GCを使用する場合
java -XX:+UseParallelGC MyApplication

public class CacheManager {
    // 悪い例：際限なく増えるキャッシュ
    private static Map<String, Object> cache = new HashMap<>();
    
    public void addToCache(String key, Object value) {
        cache.put(key, value);  // キャッシュの肥大化！
    }
}

// 改善例：サイズ制限付きキャッシュ
public class ImprovedCacheManager {
    private static final int MAX_ENTRIES = 1000;
    private static Map<String, Object> cache = 
        new LinkedHashMap<String, Object>(MAX_ENTRIES, 0.75f, true) {
            @Override
            protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<String, Object> eldest) {
                return size() > MAX_ENTRIES;
            }
        };
}

// 悪い例：リスナーの解除忘れ
public class EventManager {
    private List<EventListener> listeners = new ArrayList<>();
    
    public void addListener(EventListener listener) {
        listeners.add(listener);
    }
    // removeListenerメソッドがない！
}

// 良い例：適切なリスナー管理
public class ImprovedEventManager {
    private List<WeakReference<EventListener>> listeners = new ArrayList<>();
    
    public void addListener(EventListener listener) {
        listeners.add(new WeakReference<>(listener));
    }
    
    public void removeListener(EventListener listener) {
        listeners.removeIf(ref -> ref.get() == null || ref.get() == listener);
    }
}

# 本番環境でよく使用する設定例
java -Xms2g -Xmx2g  # 初期ヒープ2GB、最大ヒープ2GB
     -XX:NewRatio=2 # New:Old = 1:2
     -XX:+UseG1GC   # G1GCを使用
     MyApplication

# GCログを有効化する設定
java -Xms2g -Xmx2g 
     -Xloggc:/var/log/gc.log
     -XX:+UseGCLogFileRotation
     -XX:NumberOfGCLogFiles=10
     -XX:GCLogFileSize=10M
     -XX:+PrintGCDetails
     -XX:+PrintGCTimeStamps
     MyApplication

# JVisualVMの起動
jvisualvm

# ヒープダンプの取得
jmap -dump:format=b,file=heap.bin <pid>

# ヒープ統計の表示
jmap -heap <pid>

// メモリリークの可能性がある処理のプロファイリング
public class MemoryProfiler {
    public static void profileMemoryUsage(Runnable task) {
        Runtime rt = Runtime.getRuntime();
        long beforeUsed = rt.totalMemory() - rt.freeMemory();
        
        task.run();
        
        long afterUsed = rt.totalMemory() - rt.freeMemory();
        System.out.println("メモリ使用量: " + (afterUsed - beforeUsed) + " bytes");
    }
}