Как выявить и исправить утечки памяти в Node.js?

Question

Accepted Answer

A **memory leak** (утечка памяти) — это память, которая больше не нужна, но никогда не освобождается, потому что на неё ещё кто-то ссылается. Со временем heap процесса растёт, пока всё не замедлится или не упадёт (out-of-memory). В долгоживущих серверах Node утечки — серьёзная проблема для production.

## Распространённые источники утечек

```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
}
```

Общая закономерность: достижимая ссылка (глобальная Map, активный listener, работающий timer, closure) препятствует сборке мусора объектов, хотя они больше не полезны.

## Обнаружение утечек

```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
```

Процесс диагностики: подтвердите, что heap растёт постоянно (не просто обычные колебания), затем снимите **heap snapshots** до/после нагрузки и сравните, чтобы найти, какие типы объектов накапливаются (растущий "retained size").

## Исправление утечек

```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
```

Исправления отражают причины: ограниченные кэши (LRU с максимальным размером/TTL), всегда связывайте создание listener/timer с очисткой, используйте `WeakMap`/`WeakSet` для метаданных с ключом-объектом, которые не должны удерживать объекты в памяти.

## Почему это важно

Утечки памяти особенно опасны в Node, потому что серверы **долгоживущие** — медленная утечка, незаметная в разработке, постепенно деградирует и в итоге падает production процесс (часто рестартуется и теряет текущую работу).

Знание классических источников (неограниченные кэши, неудалённые listeners/timers, оставшиеся closures), способов их обнаружения (мониторинг heap + сравнение snapshots с DevTools/clinic.js) и исправлений (ограниченные LRU кэши, дисциплинированная очистка, `WeakMap`) необходимо для эксплуатации надёжных, стабильных Node-сервисов долгосрочно.