Java内存泄露问题的分析

发表于:2010-1-06 10:25

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 作者:未知    来源:51Testing软件测试网采编

  很多人在谈论内存泄露问题,当然对于c/c++来说,这个应该是老掉牙的问题,但是很多Java人员也越来越多得讨论这个问题,我这里写个小结,希望对大家有一定的参考价值。

  内存泄漏的慨念

  1.c/c++是程序员自己治理内存,Java内存是由GC自动回收的。

  我虽然不是很熟悉C++,不过这个应该没有犯常识性错误吧。

  2.什么是内存泄露?

  内存泄露是指系统中存在无法回收的内存,有时候会造成内存不足或系统崩溃。

  在C/C++中分配了内存不释放的情况就是内存泄露。

  3.Java存在内存泄露

  我们必须先承认这个,才可以接着讨论。虽然Java存在内存泄露,但是基本上不用很关心它,非凡是那些对代码本身就不讲究的就更不要去关心这个了。

  Java中的内存泄露当然是指:存在无用但是垃圾回收器无法回收的对象。而且即使有内存泄露问题存在,也不一定会表现出来。

  4.Java中参数都是传值的。

  对于基本类型,大家基本上没有异议,但是对于引用类型我们也不能有异议。

  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。

  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。

  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。

  Java内存泄露情况

  JVM回收算法是很复杂的,我也不知道他们怎么实现的,但是我只知道他们要实现的就是:对于没有被引用的对象是可以回收的。所以你要造成内存泄露就要做到:

  持有对无用对象的引用!

  不要以为这个很轻易做到,既然无用,你怎么还会持有它的引用? 既然你还持有它,它怎么会是无用的呢?

  我实在想不到比那个堆栈更经典的例子了,以致于我还要引用别人的例子,下面的例子不是我想到的,是书上看到的,当然假如没有在书上看到,可能过一段时间我自己也想的到,可是那时我说是我自己想到的也没有人相信的。

  public class Stack {
  private Object[] elements=new Object[10];
  private int size = 0;
  public void push(Object e){
  ensureCapacity();
  elements[size++] = e;
  }
  public Object pop(){
  if( size == 0)
  throw new EmptyStackException();
  return elements[--size];
  }
  private void ensureCapacity(){
  if(elements.length == size){
  Object[] oldElements = elements;
  elements = new Object[2 * elements.length+1];
  System.arraycopy(oldElements,0, elements, 0, size);
  }
  }
  }

  上面的原理应该很简单,假如堆栈加了10个元素,然后全部弹出来,虽然堆栈是空的,没有我们要的东西,但是这是个对象是无法回收的,这个才符合了内存泄露的两个条件:无用,无法回收。

  但是就是存在这样的东西也不一定会导致什么样的后果,假如这个堆栈用的比较少,也就浪费了几个K内存而已,反正我们的内存都上G了,哪里会有什么影响,再说这个东西很快就会被回收的,有什么关系。下面看两个例子。

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