納尼，Java 存在內(nèi)存泄泄泄泄泄泄漏嗎？

作者：微笑很純潔 2019-05-23 10:59:24

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納尼，Java 不是自動管理內(nèi)存嗎?怎么可能會出現(xiàn)內(nèi)存泄泄泄泄泄泄漏!

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01. 怎么回事?

納尼，Java 不是自動管理內(nèi)存嗎?怎么可能會出現(xiàn)內(nèi)存泄泄泄泄泄泄漏!

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Java 最牛逼的一個特性就是垃圾回收機制，不用像 C++ 需要手動管理內(nèi)存，所以作為 Java 程序員很幸福，只管 New New New 即可，反正 Java 會自動回收過期的對象。。。

那么 Java 都自動管理內(nèi)存了，那怎么會出現(xiàn)內(nèi)存泄漏，難道 Jvm 有 bug? 不要急，且聽我慢慢道來。。

02. 怎么判斷可以被回收

先了解一下 Jvm 是怎么判斷一個對象可以被回收。一般有兩種方式，一種是引用計數(shù)法，一種是可達(dá)性分析。

引用計數(shù)法：每個對象有一個引用計數(shù)屬性，新增一個引用時計數(shù)加1，引用釋放時計數(shù)減1，計數(shù)為0時可以回收。

這個辦法看起來挺簡單的，但是如果出現(xiàn) A 引用了 B，B 又引用了 A，這時候就算他們都不再使用了，但因為相互引用計算器=1 永遠(yuǎn)無法被回收。

此方法簡單，無法解決對象相互循環(huán)引用的問題。

可達(dá)性分析(Reachability Analysis)：從 GC Roots 開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱為引用鏈。當(dāng)一個對象到 GC Roots 沒有任何引用鏈相連時，則證明此對象是不可用的，那么虛擬機就判斷是可回收對象。

可達(dá)性分析可以解決循環(huán)引用的問題。

那么 gc roots 對象是哪些呢

虛擬機棧中引用的對象
方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象
方法區(qū)中常量引用的對象
本地方法棧中JNI[即一般說的Native]引用的對象

目前主流的虛擬機中大多使用可達(dá)性分析的方式來判定對象是否可被 GC 回收。

03. 什么情況下會出現(xiàn)內(nèi)存泄漏

既然可達(dá)性分析好像已經(jīng)很牛逼的樣子了，怎么可能還會出現(xiàn)內(nèi)存泄漏呢，那我們再來看一下內(nèi)存泄漏的定義。

內(nèi)存泄露就是指一個不再被程序使用的對象或變量一直被占據(jù)在內(nèi)存中。

有可能此對象已經(jīng)不使用了，但是還有其它對象保持著此對象的引用，就會導(dǎo)致 GC 不能回收此對象，這種情況下就會出現(xiàn)內(nèi)存泄漏。

寫一個程序讓出現(xiàn)內(nèi)存泄漏

①長生命周期的對象持有短生命周期對象的引用就很可能發(fā)生內(nèi)存泄露，盡管短生命周期對象已經(jīng)不再需要，但是因為長生命周期對象持有它的引用而導(dǎo)致不能被回收。

public class Simple { 
    Object object; 
    public void method1(){ 
        object = new Object(); 
        //...其他代碼 
    } 
}

這里的 object 實例，其實我們期望它只作用于 method1() 方法中，且其他地方不會再用到它，但是，當(dāng)method1()方法執(zhí)行完成后，object 對象所分配的內(nèi)存不會馬上被認(rèn)為是可以被釋放的對象，只有在 Simple 類創(chuàng)建的對象被釋放后才會被釋放，嚴(yán)格的說，這就是一種內(nèi)存泄露。

解決方法就是將 object 作為 method1() 方法中的局部變量。

public class Simple { 
    Object object; 
    public void method1(){ 
        object = new Object(); 
        //...其他代碼 
        object = null; 
    } 
}

當(dāng)然大家有可能會想就這一個方法也不會有多大影響，但如果在某些項目中，一個方法在一分鐘之內(nèi)調(diào)用上萬次的時候，就會出現(xiàn)很明顯的內(nèi)存泄漏現(xiàn)象。

②集合中的內(nèi)存泄漏，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。

下面給出了一個關(guān)于集合內(nèi)存泄露的例子。

Vector v=new Vector(10); 
for (int i=1;i<100; i++) 
{ 
    Object o=new Object(); 
    v.add(o); 
    o=null; 
} 
//此時，所有的Object對象都沒有被釋放，因為變量v引用這些對象。

在這個例子中，我們循環(huán)申請 Object 對象，并將所申請的對象放入一個 Vector 中，如果我們僅僅釋放引用本身，那么 Vector 仍然引用該對象，所以這個對象對 GC 來說是不可回收的。

因此，如果對象加入到 Vector 后，還必須從 Vector 中刪除，最簡單的方法就是將 Vector 對象設(shè)置為 null。

以上兩種是最常見的內(nèi)存泄漏案例。當(dāng)然還有一些內(nèi)存泄漏的例子，這里就不再一一例舉了，感興趣的同學(xué)可以在網(wǎng)上找找資料。

04. 內(nèi)存泄漏和內(nèi)存溢出

很多同學(xué)總是搞不清楚，內(nèi)存泄漏和內(nèi)存溢出的區(qū)別，它倆是兩個完全不同的概念，它們之間存在一些關(guān)聯(lián)。

內(nèi)存溢出 out of memory，是指程序在申請內(nèi)存時，沒有足夠的內(nèi)存空間供其使用，出現(xiàn) out of memory;
內(nèi)存泄露 memory leak，是指程序在申請內(nèi)存后，無法釋放已申請的內(nèi)存空間，一次內(nèi)存泄露危害可以忽略，但內(nèi)存泄露堆積后果很嚴(yán)重，無論多少內(nèi)存,遲早會被占光。

所以內(nèi)存泄漏可能會導(dǎo)致內(nèi)存溢出，但內(nèi)存溢出并不完全都是因為內(nèi)存泄漏，也有可能使用了太多的大對象導(dǎo)致。

05. 如何檢測內(nèi)存泄漏

***一個重要的問題，就是如何檢測 Java 的內(nèi)存泄漏。目前，我們通常使用一些工具來檢查 Java 程序的內(nèi)存泄漏問題。

市場上已有幾種專業(yè)檢查 Java 內(nèi)存泄漏的工具，它們的基本工作原理大同小異，都是通過監(jiān)測 Java 程序運行時，所有對象的申請、釋放等動作，將內(nèi)存管理的所有信息進(jìn)行統(tǒng)計、分析、可視化。開發(fā)人員將根據(jù)這些信息判斷程序是否有內(nèi)存泄漏問題。

這些工具包括 Plumbr 、Eclipse Memory Analyzer、JProbe Profiler、JVisualVM 等。

06. ***

以上內(nèi)容其實是我曾經(jīng)經(jīng)常面試的內(nèi)容之一，通過一系列的問題考察 Java 程序員對 Jvm 的理解。

比如我通常會問面試者，Java 中存在內(nèi)存泄漏嗎?大部分人都會回答存在，接著我會問如果讓你寫一個程序讓內(nèi)存泄漏，你會怎么寫?大部分程序員就回答不上來了。

如果面試者可以回答上面的問題，我會接著和面試者聊聊，內(nèi)存泄漏和內(nèi)存溢出他們之間是否存在聯(lián)系、以及在日常工作中如何避免寫出內(nèi)存泄漏的代碼、如果生產(chǎn)出現(xiàn) Jvm 相關(guān)問題時，排查問題的思路和步驟等等。