java内存泄露

当你从手工管理内存的语言 （比如C或C++）转换到具有垃圾回收功能的语言的时候，你的工作会变得更加容易，因为当你用完了这些对象以后，它们会被自动回收。当你第一次经历对象回 收功能的时候，会觉得这简直不可思议。这很容易给你留下这样的印象：认为自己不需要考虑内存管理的事情了。但事实上并非如此。

 

看下面这个简单的栈实现的例子：

 

public class Stack {

    private Object elms[];

    private int size = 0;

    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 16;

    public Stack(){

        elms = new Object[DEFAULT_CAPACITY];

    }

     

    //模拟进栈

    public void push(Object o) {

        checkCapacity();

        elms[size++] = o;

    }

     

    //模拟出栈

    public Object pop() {

        if (size == 0) {

            throw new EmptyStackException();

        }

        return elms[--size];//取最后一个元素

    }

     

    //检查数组长度，确保够用

    private void checkCapacity(){

        if (elms.length == size) {

            elms = Arrays.copyOf(elms, 2 * size + 1);

        }

    }

}

 

这段程序中并没有很明显的错误，但是这个程序中隐藏着一个问题。随着栈中元素的增加，内存占用将不断增加，程序性能的降低会主键表现出来。在极端的情况下，这种内存泄漏会导致磁盘交换，甚至引发OutOfMemoryError错误。但这种情况相对比较少见。

 

那么，程序中哪里发生了内存 泄漏呢？想象一下，如果一个栈线增长，后收缩，那么从栈中弹出的对象将不会被当作垃圾回收，及时使用栈的程序不再引用这些对象，它们也不会被回收。这是因 为，栈内部维护着对这些对象的过期引用。所谓过期引用是指永远也不会再被解除的引用。在本例中，凡是在elms数组“活动部分”之外的任何引用都是过期 的。活动部份是指elms中，下标小于size的那些元素。

 

在支持垃圾回收的语言中，内 存泄漏是很隐蔽的（称这类内存泄漏为“无意识的对象保持”更为恰当）。如果一个对象引用被无意识的保留起来了，那么垃圾回收机制不仅不会处理这个对象，还 不会处理被这个对象引用的所有其他对象。即使只有少量的几个对象引用被无意识的保留了下来，也会有许许多多的对象被排除在垃圾回收机制以外，从而对性能和 安全造成潜在的影响。

 

这类问题的修复办法很简单：一旦发现引用已经过期，清空他们就行了。对于本例而言，只要一个对象被弹出（这里其实仅仅是返回了一个引用，这个对象其实不在数组中），那么它指向的这个对象就应该为空，而不仅仅是简单的return。本例中的pop方法修复如下:

public Object pop() {

    if (size == 0) {

        throw new EmptyStackException();

    }

    Object result = elms[--size];

    elms[size] = null;//取消对过期对象的引用

    return result;

}

清空过期引用的另一个好处是，如果他们以后又被错误的解除引用，程序会立即抛出NullPointerException异常，而不是悄悄错误的运行下去。尽快检测出程序中的错误是有益的。

当程序员第一次被这样的问题 困扰的时候，他们往往会过分小心：对于每一个对象引用，一旦程序不再用到，就会手动将其清空。其实这样做没有必要，也不是我们所期望的，因为这样做会把程 序弄得很乱。清空对象引用应该是一种例外，而不是一种规范行为。消除过期引用的做好办法是让包含该引用的变量结束其生命周期。

 

那么何时应该清空引用 呢？Stack类的哪些方面的特性使它容易遭受内存泄漏的影响呢？问题在于：Stack类自己管理内存。存储池包含了elms数组的元素。数组的活动区 （前文有定义）中的元素是已分配的，而数组其余部分的元素则是自由的。但是垃圾回收器并不知道这一点。对于垃圾回收器而言，emls数组中的所有对象引用 都是同等有效的，只有当程序员知道数组的非活动区是不重要的。程序员可以把这个情况告知垃圾回收器，做法很简单：一旦数组元素变成了非活动区的一部分，程 序员就手工清空这些数组元素。

 

一般而言，只要类是自己管理内存，程序员就应该警惕内存泄漏的问题。一旦元素被释放掉，则该元素中包含的任何引用对象都应该被清空。

 

内存泄漏的另一个常见来源是 缓存。一旦你把对象的引用防盗缓存中，它就很容易被遗忘掉，从而使得它不再有用。之后很长一段时间内仍然留在缓存中。对于这个问题，有几种可能的解决方 案。如果你正好要实现这样的缓存：只要缓存之外存在对某个项的键的引用，该项就有意义，那么就可以用WeakHashMap（java.util下面的 类）代表缓存；当缓存中的项过期之后，他们就会被自动删除（这是WeakHashMap自带的功能）。记住只有当所要的缓存项的生命周期是由该键的外部引 用而不是由值决定时，WeakHashMap才有用处。

 

更为常见的情形是：“缓存项 的生命周期是否有意义”并不是很容易确定，随着时间的推移，其中的项会变得越来越没有价值。在这种情况下，缓存应该时不时的清除掉没用的项。这项清除工作 可以由一个后台线程（可能是Timer或是ScheduledThreadPoolExecutor）来完成，或者也可以在缓存添加新条目的时候顺便进行 清理工作。LinkedHashMap类利用它的removeEldestEntry方法可以很容易地实现后一种方案。对于更加复杂的缓存，必须直接使用 java.lang.ref。

 

内存泄漏的第三个常见来源是 监听器和其他回调。如果你实现了一个API，客户端在这个API中注册回调，却没有显式的取消注册，那么除非你采取某些动作，否则它们就会积累。确保回调 立即被当作垃圾回收的最佳方法是只保存他们的弱引用。例如：只将它们保存成WeakHashMap中的键。

 

由于内存泄漏通常不会表现成明显的失败，所以它们可以在一个系统中存在多年。往往只有通过仔细检查代码，或者借助于Heap剖析工具，才能发现内存泄漏的问题。因此，如果能够在使用内存泄漏发生之前就知道如何预测此类问题，并阻止它们发生，那是最好不过的了。