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java内存泄露

2024-08-02 04:02:39   227人阅读


什么是内存泄露

当某些对象不再被应用程序所使用,但是由于仍然被引用而导致垃圾收集器不能释放它们。

下图中就是内存泄露的情形。 

img

图中的中间部分就是内存泄露的发生地。

为什么会内存泄露

让我们来分析一下下图中的例子，看看为什么会发生内存泄露。对象A时B的引用。A的生命周期时t1-t4，而B的生命周期时t2-t3.所以当B在程序中不在使用时，A依然存在一个引用指向B，此时B就不能被GC回收。这样就可能引起内存泄露，因为A有可能对其他对象也做了同样的事情，同时B也可能存在指向多个对象的引用，这样内存是肯定不够的。 img

java是如何管理内存

从上面我们已经大致的理解了内存泄露大体是个什么情况，但java到底如何管理内存的呢。

Java的内存管理就是对象的分配和释放问题。在Java中，程序员需要通过关键字new为每个对象申请内存空间 (基本类型除外)，所有的对象都在堆 (Heap)中分配空间。另外，对象的释放是由GC决定和执行的。在Java中，内存的分配是由程序完成的，而内存的释放是有GC完成的，这种收支两条线的方法确实简化了程序员的工作。但同时，它也加重了JVM的工作。这也是Java程序运行速度较慢的原因之一。因为，GC为了能够正确释放对象，GC必须监控每一个对象的运行状态，包括对象的申请、引用、被引用、赋值等，GC都需要进行监控。

监视对象状态是为了更加准确地、及时地释放对象，而释放对象的根本原则就是该对象不再被引用。

为了更好理解GC的工作原理，我们可以将对象考虑为有向图的顶点，将引用关系考虑为图的有向边，有向边从引用者指向被引对象。另外，每个线程对象可以作为一个图的起始顶点，例如大多程序从main进程开始执行，那么该图就是以main进程顶点开始的一棵根树。在这个有向图中，根顶点可达的对象都是有效对象，GC将不回收这些对象。如果某个对象 (连通子图)与这个根顶点不可达(注意，该图为有向图)，那么我们认为这个(这些)对象不再被引用，可以被GC回收。

以下，我们举一个例子说明如何用有向图表示内存管理。对于程序的每一个时刻，我们都有一个有向图表示JVM的内存分配情况。以下右图，就是左边程序运行到第6行的示意图。 img

Java使用有向图的方式进行内存管理，可以消除引用循环的问题，例如有三个对象，相互引用，只要它们和根进程不可达的，那么GC也是可以回收它们的。这种方式的优点是管理内存的精度很高，但是效率较低。另外一种常用的内存管理技术是使用计数器，例如COM模型采用计数器方式管理构件，它与有向图相比，精度行低(很难处理循环引用的问题)，但执行效率很高。

深入内存泄露

下面，我们就可以描述什么是内存泄漏。在Java中，内存泄漏就是存在一些被分配的对象，这些对象有下面两个特点，首先，这些对象是可达的，即在有向图中，存在通路可以与其相连；其次，这些对象是无用的，即程序以后不会再使用这些对象。如果对象满足这两个条件，这些对象就可以判定为Java中的内存泄漏，这些对象不会被GC所回收，然而它却占用内存。

在C++中，内存泄漏的范围更大一些。有些对象被分配了内存空间，然后却不可达，由于C++中没有GC，这些内存将永远收不回来。在Java中，这些不可达的对象都由GC负责回收，因此程序员不需要考虑这部分的内存泄露。

通过分析，我们得知，对于C++，程序员需要自己管理边和顶点，而对于Java程序员只需要管理边就可以了(不需要管理顶点的释放)。通过这种方式，Java提高了编程的效率。 img

下面看effective java中的一段优化出栈操作的代码

public Object pop() {
    if (size == 0)
    throw new EmptyStackException();
    Object result = elements[--size];
    elements[size] = null; // Eliminate obsolete reference
    return result;
}

代码中elements[size] = null ;就是将原来指向出栈元素的引用删除。这样就不会存在一个引用指向不在需要使用的数据了(注意如果没有这一行，则仅仅时将size的值减少了一个)。

如何防止内存泄露

The following are some quick hands-on tips for preventing memory leaks.

  1. Pay attention to Collection classes, such as HashMap, ArrayList, etc., as they are common places to find memory leaks. When they are declared static, their life time is the same as the life time of the application.

  2. Pay attention to event listeners and callbacks. A memory leak may occur if a listener is registered but not unregistered when the class is not being used any longer.

  3. "If a class manages its own memory, the programer should be alert for memory leaks."[1] Often times member variables of an object that point to other objects need to be null out.

Why substring() method in JDK 6 can cause memory leaks?

详见：The substring() Method in JDK 6 and JDK 7

综上所述，Java也存在内存泄露问题，其原因主要是一些对象虽然不再被使用，但它们仍然被引用。

2014-11-10 18:59:04

Brave,Happy,Thanksgiving !


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