深入理解Java中的內(nèi)存泄漏

  • 內(nèi)存泄漏
  • 內(nèi)存泄漏發(fā)生的原因
  • 造成內(nèi)存泄露的常見情形
  • 內(nèi)存泄露的解決方案

Java的一個最顯著的優(yōu)勢是內(nèi)存管理。你只需要簡單的創(chuàng)建對象而不需要負(fù)責(zé)釋放空間,因為Java的垃圾回收器會負(fù)責(zé)內(nèi)存的回收。然而,情況并不是這樣簡單,內(nèi)存泄露還是經(jīng)常會在Java應(yīng)用程序中出現(xiàn)。

內(nèi)存泄漏

內(nèi)存泄露的定義:對于應(yīng)用程序來說,當(dāng)對象已經(jīng)不再被使用,但是Java的垃圾回收器不能回收它們的時候,就產(chǎn)生了內(nèi)存泄露。

要理解這個定義,我們需要理解對象在內(nèi)存中的狀態(tài)。如下圖所示,展示了哪些對象是無用對象,哪些是未被引用的對象;

image.png

未引用對象將會被垃圾回收器回收,而引用對象卻不會。未引用對象很顯然是無用的對象。然而,無用的對象并不都是未引用對象,有一些無用對象也有可能是引用對象,這部分對象正是內(nèi)存泄露的來源。

內(nèi)存泄漏發(fā)生的原因

如下圖所示,對象A引用對象B,A的生命周期(t1-t4)比B的生命周期(t2-t3)要長,當(dāng)B在程序中不再被使用的時候,A仍然引用著B。在這種情況下,垃圾回收器是不會回收B對象的,這就可能造成了內(nèi)存不足問題,因為A可能不止引用著B對象,還可能引用其它生命周期比A短的對象,這就造成了大量無用對象不能被回收,且占據(jù)了昂貴的內(nèi)存資源。

同樣的,B對象也可能引用著一大堆對象,這些被B對象引用著的對象也不能被垃圾回收器回收,所有的這些無用對象消耗了大量內(nèi)存資源。

image.png

造成內(nèi)存泄露的常見情形

  • 集合類,比如HashMap,ArrayList等,這些對象經(jīng)常會發(fā)生內(nèi)存泄露。比如當(dāng)它們被聲明為靜態(tài)對象時,它們的生命周期會跟應(yīng)用程序的生命周期一樣長,很容易造成內(nèi)存不足。
    像HashMap、Vector等的使用最容易出現(xiàn)內(nèi)存泄露,這些靜態(tài)變量的生命周期和應(yīng)用程序一致,他們所引用的所有的對象Object也不能被釋放,因為他們也將一直被Vector等引用著。
Static Vector v = new Vector(10);
for (int i = 1; i<100; i++)
{
Object o = new Object();
v.add(o);
o = null;
}
  • 當(dāng)集合里面的對象屬性被修改后,再調(diào)用remove()方法時不起作用。
package 校招;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class MemoryOut {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Person> set = new HashSet<Person>();
        Person p1 = new Person("唐僧","pwd1",25);
        Person p2 = new Person("孫悟空","pwd2",26);
        Person p3 = new Person("豬八戒","pwd3",27);
        set.add(p1);
        set.add(p2);
        set.add(p3);
        System.out.println("總共有:"+set.size()+" 個元素!"); //結(jié)果:總共有:3 個元素!
        p3.setAge(2); //修改p3的年齡,此時p3元素對應(yīng)的hashcode值發(fā)生改變
        set.remove(p3); //此時remove不掉,造成內(nèi)存泄漏
        set.add(p3); //重新添加,居然添加成功
        System.out.println("總共有:"+set.size()+" 個元素!"); //結(jié)果:總共有:4 個元素!
        for (Person person : set)
        {
        System.out.println(person);
        }
    }
}

class Person {
    
    int age;
    String name;
    String password;
    
    public Person(String name, String password, int age) {
        this.name = name;
        this.password = password;
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + age;
        return result;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        Person other = (Person) obj;
        if (age != other.age)
            return false;
        return true;
    }
    
}
  • 監(jiān)聽器
    在java 編程中,我們都需要和監(jiān)聽器打交道,通常一個應(yīng)用當(dāng)中會用到很多監(jiān)聽器,我們會調(diào)用一個控件的諸如addXXXListener()等方法來增加監(jiān)聽器,但往往在釋放對象的時候卻沒有記住去刪除這些監(jiān)聽器,從而增加了內(nèi)存泄漏的機(jī)會。

  • 各種連接
    比如數(shù)據(jù)庫連接(dataSourse.getConnection()),網(wǎng)絡(luò)連接(socket)和io連接,除非其顯式的調(diào)用了其close()方法將其連接關(guān)閉,否則是不會自動被GC 回收的。對于Resultset 和Statement 對象可以不進(jìn)行顯式回收,但Connection 一定要顯式回收,因為Connection 在任何時候都無法自動回收,而Connection一旦回收,Resultset 和Statement 對象就會立即為NULL。但是如果使用連接池,情況就不一樣了,除了要顯式地關(guān)閉連接,還必須顯式地關(guān)閉Resultset Statement 對象(關(guān)閉其中一個,另外一個也會關(guān)閉),否則就會造成大量的Statement 對象無法釋放,從而引起內(nèi)存泄漏。這種情況下一般都會在try里面去的連接,在finally里面釋放連接。

  • 內(nèi)部類和外部模塊的引用
    內(nèi)部類的引用是比較容易遺忘的一種,而且一旦沒釋放可能導(dǎo)致一系列的后繼類對象沒有釋放。此外程序員還要小心外部模塊不經(jīng)意的引用,例如程序員A 負(fù)責(zé)A 模塊,調(diào)用了B 模塊的一個方法如:
    public void registerMsg(Object b);
    這種調(diào)用就要非常小心了,傳入了一個對象,很可能模塊B就保持了對該對象的引用,這時候就需要注意模塊B 是否提供相應(yīng)的操作去除引用。

  • 單例模式
    不正確使用單例模式是引起內(nèi)存泄漏的一個常見問題,單例對象在初始化后將在JVM的整個生命周期中存在(以靜態(tài)變量的方式),如果單例對象持有外部的引用,那么這個對象將不能被JVM正?;厥?,導(dǎo)致內(nèi)存泄漏,考慮下面的例子:

class A{
public A(){
B.getInstance().setA(this);
}
....
}
//B類采用單例模式
class B{
private A a;
private static B instance=new B();
public B(){}
public static B getInstance(){
return instance;
}
public void setA(A a){
this.a=a;
}
//getter...
}

顯然B采用singleton模式,它持有一個A對象的引用,而這個A類的對象將不能被回收。想象下如果A是個比較復(fù)雜的對象或者集合類型會發(fā)生什么情況.

內(nèi)存泄露的解決方案

  • 避免在循環(huán)中創(chuàng)建對象。
  • 盡早釋放無用對象的引用。 (最基本的建議)
  • 盡量少用靜態(tài)變量, 因為靜態(tài)變量存放在永久代(方法區(qū)) , 永久代基本不
    參與垃圾回收。
  • 使用字符串處理, 避免使用 String, 應(yīng)大量使用 StringBuffer, 每一個 String
    對象都得獨立占用內(nèi)存一塊區(qū)域。
最后編輯于
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