Jak wykrywać i naprawiać wycieки pamięci w Node.js?

Question

Accepted Answer

A **memory leak** (wyciek pamięci) to pamięć, która nie jest już potrzebna, ale nigdy nie zostaje uwolniona, ponieważ coś ją jeszcze referencuje. Z czasem heap procesu rośnie, aż do spowolnienia lub awarii (out-of-memory). W długotrwałych serwerach Node wycieки są poważnym problemem produkcyjnym.

## Popularne źródła wycieków

```js
// 1. Unbounded caches / global collections that only grow
const cache = new Map();
app.get("/:id", (req, res) => { cache.set(req.params.id, data); }); // never cleared → grows forever

// 2. Forgotten event listeners (added repeatedly, never removed)
emitter.on("data", handler); // if added per-request and never removed → accumulates

// 3. Forgotten timers
setInterval(() => {...}, 1000); // never cleared, holds references alive

// 4. Closures capturing large objects longer than needed
function outer() {
  const huge = loadBigData();
  return () => huge.length; // keeps `huge` alive as long as the closure lives
}
```

Wspólny wątek: osiągalna referencja (globalna Map, aktywny listener, uruchomiony timer, closure) uniemożliwia garbage collection obiektów, chociaż nie są już przydatne.

## Wykrywanie wycieków

```js
// 1. Watch heap growth over time — steady upward trend = likely leak
setInterval(() => {
  const { heapUsed } = process.memoryUsage();
  console.log(`heap: ${(heapUsed / 1e6).toFixed(1)} MB`);
}, 10000);
```

```bash
# 2. Heap snapshots — capture at two points, compare what grew
node --inspect app.js     # then use Chrome DevTools → Memory → heap snapshots
# or the heapdump / clinic.js tools
```

Proces diagnostyczny: potwierdź, że heap rośnie stale (nie tylko normalne wahania), a następnie zrób **heap snapshots** przed i po obciążeniu i porównaj, aby znaleźć, które typy obiektów się gromadzą (rosnąca "retained size").

## Naprawianie wycieków

```js
// ✅ bound caches with TTL/size limits (LRU)
import { LRUCache } from "lru-cache";
const cache = new LRUCache({ max: 1000, ttl: 1000 * 60 }); // evicts automatically

// ✅ always remove listeners and clear timers
emitter.off("data", handler);
clearInterval(timer);

// ✅ use WeakMap/WeakSet for metadata that shouldn't keep objects alive
const meta = new WeakMap(); // entries are GC'd when the key object is
```

Naprawy odzwierciedlają przyczyny: bounded caches (LRU z maksymalnym rozmiarem/TTL), zawsze paruj tworzenie listener/timer z oczyszczaniem, oraz używaj `WeakMap`/`WeakSet` na metadata oparte na obiektach, które nie powinny przytrzymywać obiektów w pamięci.

## Dlaczego to ważne

Wycieки pamięci są szczególnie niebezpieczne w Node, ponieważ serwery są **długotrwałe** — powolny wyciek, który jest niewidoczny w rozwoju, stopniowo degraduje i ostatecznie awarduje proces produkcyjny (często restartując i tracąc pracę w locie).

Znajomość klasycznych źródeł (unbounded caches, usunięte listenery/timery, utrwalone closures), sposobów ich wykrywania (monitorowanie heapu + porównanie snapshots za pomocą DevTools/clinic.js) i napraw (bounded LRU caches, zdyscyplinowane oczyszczanie, `WeakMap`) jest niezbędna do obsługi niezawodnych, stabilnych serwisów Node w długim okresie.