关于Java内存泄漏

DogJay 2019-01-16 后端技术 524人已围观

**Java是如何管理内存** 为了判断Java中是否有内存泄露,我们首先必须了解Java是如何管理内存的。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。 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。 ![](https://github.com/silence940109/Java/blob/master/image/Java_Memory.png) 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。 **什么是Java中的内存泄露** 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。 ![](https://github.com/silence940109/Java/blob/master/image/Java_Memory1.png) 因此,通过以上分析,我们知道在Java中也有内存泄漏,但范围比C++要小一些。因为Java从语言上保证,任何对象都是可达的,所有的不可达对象都由GC管理。 对于程序员来说,GC基本是透明的,不可见的。虽然,我们只有几个函数可以访问GC,例如运行GC的函数System.gc(),但是根据Java语言规范定义, 该函数不保证JVM的垃圾收集器一定会执行。因为,不同的JVM实现者可能使用不同的算法管理GC。通常,GC的线程的优先级别较低。JVM调用GC的策略也有很多种,有的是内存使用到达一定程度时,GC才开始工作,也有定时执行的,有的是平缓执行GC,有的是中断式执行GC。但通常来说,我们不需要关心这些。除非在一些特定的场合,GC的执行影响应用程序的性能,例如对于基于Web的实时系统,如网络游戏等,用户不希望GC突然中断应用程序执行而进行垃圾回收,那么我们需要调整GC的参数,让GC能够通过平缓的方式释放内存,例如将垃圾回收分解为一系列的小步骤执行,Sun提供的HotSpot JVM就支持这一特性。 虽然Java自带垃圾回收机制(GC),程序员不需要手动进行内存管理,但是仍然会出现内存泄漏的情况。尽管如此,Java的自动内存管理,比起C/C++,内存泄漏的情况大大减少了。下面总结下什么情况下会发生Java内存泄漏。 **静态集合类** 在使用Set、Vector、HashMap等集合类的时候需要特别注意,有可能会发生内存泄漏。当这些集合被定义成静态的时候,由于它们的生命周期跟应用程序一样长,这时候,就有可能会发生内存泄漏,看下面代码: class StaticTest{ private static Vector v = new Vector(10); public void init(){ for (int i = 1; i < 100; i++){ Object object = new Object(); v.add(object); object = null; } } } 在上面的代码中,循环申请了Object对象,并添加到Vector中,然后将对象设置为null,可是这些对象因为被Vector引用着,因此并不能被GC回收,因此造成了内存泄漏。因此,要释放这些对象,还需要被它们从Vector删除,最简单的方法就是将Vector设置为null。 **集合里的对象属性值被改变** 看以下代码: public static void main(String[] args){ Set set = new HashSet(); Student s1 = new Student("Jack"); Student s2 = new Student("Mary"); Student s3 = new Student("Eason"); set.add(s1); set.add(s2); set.add(s3); System.out.println(set.size());//3 s2.setName("Jackson"); //修改属性,此时s2元素对应的hashcode值发生改变 set.remove(s2); // remove不掉,造成内存泄漏 set.add(s2); // 添加成功 System.out.println(set.size());//4 } 在这个例子中,由于对象s2的属性值被改变了,因此不能从set中删除,所以set中会一直保持着s2的引用,不能被回收,造成了内存泄漏。 **监听器** 在Java中,我们经常会使用到监听器,如对某个控件添加单击监听器addOnClickListener(),但往往释放对象的时候会忘记删除监听器,这就有可能造成内存泄漏。好的方法就是,在释放对象的时候,应该记住释放所有监听器,这就能避免了因为监听器而导致的内存泄漏。 **各种连接** Java中的连接包括数据库连接、网络连接和io连接,如果没有显式调用其close()方法,是不会自动关闭的,这些连接就不能被GC回收而导致内存泄漏。一般情况下,在try代码块里创建连接,在finally里释放连接,就能够避免此类内存泄漏。 **外部模块的引用** 调用外部模块的时候,也应该注意防止内存泄漏。如模块A调用了外部模块B的一个方法,如: public void register(Object o) 这个方法有可能就使得A模块持有传入对象的引用,这时候需要查看B模块是否提供了去除引用的方法,如unregister()。这种情况容易忽略,而且发生了内存泄漏的话,比较难察觉,应该在编写代码过程中就应该注意此类问题。 **单例模式** 使用单例模式的时候也有可能导致内存泄漏。因为单例对象初始化后将在JVM的整个生命周期内存在,如果它持有一个外部对象(生命周期比较短)的引用,那么这个外部对象就不能被回收,而导致内存泄漏。如果这个外部对象还持有其它对象的引用,那么内存泄漏会更严重,因此需要特别注意此类情况。这种情况就需要考虑下单例模式的设计会不会有问题,应该怎样保证不会产生内存泄漏问题。

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