詳細(xì)介紹Java的內(nèi)存管理與內(nèi)存泄露
作為Internet***的編程語(yǔ)言之一,Java現(xiàn)正非常流行。我們的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序就主要采用Java語(yǔ)言開發(fā)，大體上分為客戶端、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)三個(gè)層次。在進(jìn)入測(cè)試過程中，我們發(fā)現(xiàn)有一個(gè)程序模塊系統(tǒng)內(nèi)存和CPU資源消耗急劇增加，持續(xù)增長(zhǎng)到出現(xiàn)java.lang.OutOfMemoryError為止。經(jīng)過分析Java內(nèi)存泄漏是破壞系統(tǒng)的主要因素。這里與大家分享我們?cè)陂_發(fā)過程中遇到的Java內(nèi)存泄漏的檢測(cè)和處理解決過程.
本文先介紹Java的內(nèi)存管理，以及導(dǎo)致Java內(nèi)存泄露的原因。
一. Java是如何管理內(nèi)存
為了判斷Java中是否有內(nèi)存泄露，我們首先必須了解Java是如何管理內(nèi)存的。Java的內(nèi)存管理就是對(duì)象的分配和釋放問題。在Java中，內(nèi)存的分配是由程序完成的，而內(nèi)存的釋放是由垃圾收集器(Garbage Collection，GC)完成的，程序員不需要通過調(diào)用函數(shù)來釋放內(nèi)存，但它只能回收無用并且不再被其它對(duì)象引用的那些對(duì)象所占用的空間。
Java的內(nèi)存垃圾回收機(jī)制是從程序的主要運(yùn)行對(duì)象開始檢查引用鏈，當(dāng)遍歷一遍后發(fā)現(xiàn)沒有被引用的孤立對(duì)象就作為垃圾回收。GC為了能夠正確釋放對(duì)象，必須監(jiān)控每一個(gè)對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，包括對(duì)象的申請(qǐng)、引用、被引用、賦值等，GC都需要進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)視對(duì)象狀態(tài)是為了更加準(zhǔn)確地、及時(shí)地釋放對(duì)象，而釋放對(duì)象的根本原則就是該對(duì)象不再被引用。
在Java中，這些無用的對(duì)象都由GC負(fù)責(zé)回收，因此程序員不需要考慮這部分的內(nèi)存泄露。雖然，我們有幾個(gè)函數(shù)可以訪問GC，例如運(yùn)行GC的函數(shù)System.gc()，但是根據(jù)Java語(yǔ)言規(guī)范定義，該函數(shù)不保證JVM的垃圾收集器一定會(huì)執(zhí)行。因?yàn)椴煌腏VM實(shí)現(xiàn)者可能使用不同的算法管理GC。通常GC的線程的優(yōu)先級(jí)別較低。JVM調(diào)用GC的策略也有很多種，有的是內(nèi)存使用到達(dá)一定程度時(shí)，GC才開始工作，也有定時(shí)執(zhí)行的，有的是平緩執(zhí)行GC，有的是中斷式執(zhí)行GC。但通常來說，我們不需要關(guān)心這些。
二. 什么是Java中的內(nèi)存泄露
導(dǎo)致內(nèi)存泄漏主要的原因是，先前申請(qǐng)了內(nèi)存空間而忘記了釋放。如果程序中存在對(duì)無用對(duì)象的引用，那么這些對(duì)象就會(huì)駐留內(nèi)存，消耗內(nèi)存，因?yàn)闊o法讓垃圾回收器GC驗(yàn)證這些對(duì)象是否不再需要。如果存在對(duì)象的引用，這個(gè)對(duì)象就被定義為"有效的活動(dòng)"，同時(shí)不會(huì)被釋放。要確定對(duì)象所占內(nèi)存將被回收，我們就要?jiǎng)?wù)必確認(rèn)該對(duì)象不再會(huì)被使用。典型的做法就是把對(duì)象數(shù)據(jù)成員設(shè)為null或者從集合中移除該對(duì)象。但當(dāng)局部變量不需要時(shí)，不需明顯的設(shè)為null，因?yàn)橐粋€(gè)方法執(zhí)行完畢時(shí)，這些引用會(huì)自動(dòng)被清理。
在Java中，內(nèi)存泄漏就是存在一些被分配的對(duì)象，這些對(duì)象有下面兩個(gè)特點(diǎn)，首先，這些對(duì)象是有被引用的，即在有向樹形圖中，存在樹枝通路可以與其相連；其次，這些對(duì)象是無用的，即程序以后不會(huì)再使用這些對(duì)象。如果對(duì)象滿足這兩個(gè)條件，這些對(duì)象就可以判定為Java中的內(nèi)存泄漏，這些對(duì)象不會(huì)被GC所回收，然而它卻占用內(nèi)存。
這里引用一個(gè)?？吹降睦?，在下面的代碼中，循環(huán)申請(qǐng)Object對(duì)象，并將所申請(qǐng)的對(duì)象放入一個(gè)Vector中，如果僅僅釋放對(duì)象本身，但因?yàn)閂ector仍然引用該對(duì)象，所以這個(gè)對(duì)象對(duì)GC來說是不可回收的。因此，如果對(duì)象加入到Vector后，還必須從Vector中刪除，最簡(jiǎn)單的方法就是將Vector對(duì)象設(shè)置為null。
- Vector v = new Vector(10);
- for (int i = 1; i < 100; i++)
- {
- Object o = new Object();
- v.add(o);
- o = null;
- }//此時(shí)，所有的Object對(duì)象都沒有被釋放，因?yàn)樽兞縱引用這些對(duì)象。
實(shí)際上這些對(duì)象已經(jīng)是無用的，但還被引用，GC就無能為力了(事實(shí)上GC認(rèn)為它還有用)，這一點(diǎn)是導(dǎo)致內(nèi)存泄漏最重要的原因。 再引用另一個(gè)例子來說明Java的內(nèi)存泄漏。假設(shè)有一個(gè)日志類Logger，其提供一個(gè)靜態(tài)的log(String msg)，任何其它類都可以調(diào)用Logger.Log(message)來將message的內(nèi)容記錄到系統(tǒng)的日志文件中。
Logger類有一個(gè)類型為HashMap的靜態(tài)變量temp，每次在執(zhí)行l(wèi)og(message)的時(shí)候，都首先將message的值寫入temp中(以當(dāng)前線程+當(dāng)前時(shí)間為鍵)，在退出之前再?gòu)膖emp中將以當(dāng)前線程和當(dāng)前時(shí)間為鍵的條目刪除。注意，這里當(dāng)前時(shí)間是不斷變化的，所以log在退出之前執(zhí)行刪除條目的操作并不能刪除執(zhí)行之初寫入的條目。這樣，任何一個(gè)作為參數(shù)傳給log的字符串最終由于被Logger的靜態(tài)變量temp引用，而無法得到回收，這種對(duì)象保持就是我們所說的Java內(nèi)存泄漏。 總的來說，內(nèi)存管理中的內(nèi)存泄漏產(chǎn)生的主要原因：保留下來卻永遠(yuǎn)不再使用的對(duì)象引用。
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