Fehler in der Arbeitsspeicherverwaltung Was ist ein Speicherleck (Memory Leak / Memleak)?

Speicherlecks entstehen durch Fehler in der Verwaltung des Arbeitsspeichers und werden beispielsweise durch Programmierfehler verursacht. Speicherbereiche werden als belegt reserviert, aber nicht mehr freigegeben. Der reservierte Speicher ist für Prozesse nicht mehr nutzbar, obwohl er nicht verwendet wird und prinzipiell frei wäre. Mit der Zeit wird der Arbeitsspeicher immer weniger. Speicherlecks können zum Absturz einzelner Anwendungen oder kompletter Rechnersysteme führen.

Der englische Begriff für Speicherleck lautet memory leak (kurz: memleak). Ein Speicherleck wird durch einen Fehler in der Arbeitsspeicherverwaltung eines Rechners ausgelöst. Ursache hierfür kann beispielsweise ein Programmierfehler sein. Arbeitsspeicherbereiche werden als belegt gekennzeichnet und reserviert, anschließend aber nicht mehr freigegeben, obwohl sie nicht mehr genutzt werden. Mit der Zeit wird der nutzbare Speicherbereich immer kleiner. Es kommt zu Systemfehlern, Programmabstürzen oder Rechnerabstürzen.

Speicherlecks lassen sich durch verschiedene Verfahren wie eine automatische Speicherbereinigung oder eine explizite Freigabe des Speichers bereinigen. Unter Umständen ist aber auch ein Neustart des fehlerhaften Programms oder des Computers notwendig.

Wie entsteht ein Speicherleck?

Bei der Ausführung eines Programms benötigen die verschiedenen Prozesse eine bestimmte Menge an Arbeitsspeicher. Hierfür werden einzelne Speicherbereiche vom Programm reserviert. Wird der Speicherbereich nicht mehr benötigt, muss er wieder freigegeben werden, um für andere Prozesse verwendet werden zu können. Erfolgt diese Freigabe nicht, bleibt der Speicherbereich weiterhin als belegt gekennzeichnet, obwohl er nicht mehr genutzt wird und prinzipiell frei wäre.

Läuft ein Programm mit einem solchen Fehler in der Speicherverwaltung kontinuierlich und über längere Zeit, wird der freie Arbeitsspeicher mit der Zeit immer weniger. Besonders anfällig für Memory Leaks sind Programmiersprachen ohne eine automatische Speicherverwaltung.

Welche Probleme können durch Speicherlecks verursacht werden?

Speicherlecks bleiben häufig zunächst unbemerkt und verursachen zunächst noch keine Probleme. Erst nach einer gewissen Zeit, wenn die Menge an freiem Arbeitsspeicher eine kritische Marke unterschreitet, kommt es zu teils schwerwiegenden Folgen für die Programmausführung oder für den Betrieb des kompletten Rechners. Es können Leistungseinbrüche oder Programmabstürze sowohl im Speicherfehler verursachenden Programm selbst als auch in anderen Programmen oder Prozessen, die selbst kein Speicherleck produzieren, auftreten. Ist der komplette Arbeitsspeicher erschöpft, lassen sich keinerlei neue Speicherbereiche mehr reservieren. Hat das Betriebssystem einen unzureichenden Speicherschutz, ist der Rechner mit all seinen Programmen und Prozessen unter Umständen nicht mehr arbeitsfähig. Der Rechner hält an oder stürzt ab.

Wie lassen sich Speicherlecks beheben?

Der wirksamste Schutz gegen Speicherlecks ist, diese erst gar nicht entstehen zu lassen. Hierfür ist in den Programmen für eine korrekte Speicherverwaltung zu sorgen. Zur Freigabe von belegtem Speicher lassen sich verschiedene Möglichkeiten und Verfahren einsetzen. Dazu zählen:

• automatische Speicherbereinigung,

• explizite Freigabe von Speicher,

• zwangsweises Beenden oder Neustarten betroffener Prozesse oder Anwendungen,

• Neustart des Betriebssystems oder Rechners.

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