面試官:小夥子,你給我說一下Java中什麼情況會導致內存洩漏呢?

概念

內存洩露:指程序中動態分配內存給一些臨時對象,但對象不會被GC回收,它始終佔用內存,被分配的對象可達但已無用。即無用對象持續佔有內存或無用對象的內存得不到及時釋放,從而造成的內存空間浪費。

可達性分析算法

JVM使用可達性分析算法判斷對象是否存活。

GC Root

通過一系列名為“GC Roots”的對象作為起點,從這些結點開始向下搜索,搜索所走過的路徑稱為“引用鏈(Reference Chain)”,當一個對象到GC Roots沒有任何飲用鏈相連時,則證明此對象是不可用的。


面試官:小夥子,你給我說一下Java中什麼情況會導致內存洩漏呢?

object4、object5、object6雖然有互相判斷,但是它們到GC Rootd是不可達的,所以它們將會判定為是可回收對象。

可以作為GC Roots的對象有:

  • 虛擬機棧(棧幀中的本地變量表)中的引用的對象;
  • 方法區中的類靜態屬性引用的對象;
  • 方法區中的常量引用的對象;
  • 本地方法棧中JNI的引用的對象

雖然Java有垃圾收集器幫組實現內存自動管理,雖然GC有效的處理了大部分內存,但是並不能完全保證內存的不洩漏。

內存洩漏

內存洩漏就是堆內存中不再使用的對象無法被垃圾收集器清除掉,因此它們會不必要地存在。這樣就導致了內存消耗,降低了系統的性能,最終導致OOM使得進程終止。

內存洩漏的表現:

  • 應用程序長時間連續運行時性能嚴重下降;
  • 應用程序中的OutOfMemoryError堆錯誤;
  • 自發且奇怪的應用程序崩潰;
  • 應用程序偶爾會耗盡連接對象;

可能導致內存洩漏的原因:

1. static字段引起的內存洩漏

大量使用static字段會潛在的導致內存洩漏,在Java中,靜態字段通常擁有與整個應用程序相匹配的生命週期。

解決辦法:最大限度的減少靜態變量的使用;單例模式時,依賴於延遲加載對象而不是立即加載的方式(即採用懶漢模式,而不是餓漢模式)

2. 未關閉的資源導致內存洩漏

每當創建連接或者打開流時,JVM都會為這些資源分配內存。如果沒有關閉連接,會導致持續佔有內存。在任意情況下,資源留下的開放連接都會消耗內存,如果不處理,就會降低性能,甚至OOM。

解決辦法:使用finally塊關閉資源;關閉資源的代碼,不應該有異常;JDK1.7之後,可以使用太try-with-resource塊。

3. 不正確的equals()和hashCode()

在HashMap和HashSet這種集合中,常常用到equal()和hashCode()來比較對象,如果重寫不合理,將會成為潛在的內存洩漏問題。

解決辦法:用最佳的方式重寫equals()和hashCode().

4. 引用了外部類的內部類

非靜態內部類的初始化,總是需要外部類的實例;默認情況下,每個非靜態內部類都包含對其外部類的隱式引用,如果我們在應用程序中使用這個內部類對象,那麼即使在我們的外部類對象超出範圍後,它也不會被垃圾收集器清除掉。

解決辦法:如果內部類不需要訪問外部類包含的類成員,可以轉換為靜態類。

5. finalize方法導致的內存洩漏

重寫finalize()方法時,該類的對象不會立即被垃圾收集器收集,如果finalize()方法的代碼有問題,那麼會潛在的印發OOM;

解決辦法:避免重寫finalize()方法。

6. 常量字符串造成的內存洩漏

如果我們讀取一個很大的String對象,並調用了intern(),那麼它將放到字符串池中,位於PermGen中,只要應用程序運行,該字符串就會保留,這就會佔用內存,可能造成OOM。(針對JDK1.6及以前,常量池在PermGen永久代中)

解決辦法:增加PermGen的大小,-XX:MaxPermSize=512M;JDK1.7以後字符串池轉移到了堆中。

intern()方法詳解:

<code>String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
String str3 = new String("abc");
String str4 = str3.intern();

System.out.println(str1 == str2);
System.out.println(str2 == str3);

System.out.println(str1 == str4);
System.out.println(str3 == str4);

true, false, true, false

/<code>

intern()方法搜索字符串常量池,如果存在指定的字符串,就返回之;

否則,就將該字符串放入常量池並返回之。

換言之,intern()方法保證每次返回的都是 同一個字符串對象

<code>String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
String str3 = new String("abcd");
String str4 = str3.intern();
String str5 = "abcd";

System.out.println(str1 == str2);
System.out.println(str2 == str3);

System.out.println(str1 == str4);
System.out.println(str3 == str4);

System.out.println(str4 == str5);

true
false
false
false
true

/<code>

為何要使用intern()方法?看看equals方法的源碼:

<code>public boolean equals(Object anObject) {
    if (this == anObject) {
        return true;
    }
    if (anObject instanceof String) {
        String anotherString = (String)anObject;
        int n = value.length;
        if (n == anotherString.value.length) {
            char v1[] = value;
            char v2[] = anotherString.value;
            int i = 0;
            while (n-- != 0) {
                if (v1[i] != v2[i])
                    return false;
                i++;
            }
            return true;
        }
    }
    return false;
}

/<code>

可以看到,比較兩個字符串的時候,首先比較兩個字符串對象是否地址相同,不同再挨個比較字符。這樣就大大加快了比較的速度。否則若每次都挨個比較將是非常耗時的。

7. 使用ThreadLocal造成內存洩漏

使用ThreadLocal時,每個線程只要處於存活狀態就可保留對其ThreadLocal變量副本的隱式調用,且將保留其自己的副本。使用不當,就會引起內存洩漏。

一旦線程不再存在,該線程的threadLocal對象就應該被垃圾收集,而現在線程的創建都是使用線程池,線程池有線程重用的功能,因此線程就不會被垃圾回收器回收。所以使用到ThreadLocal來保留線程池中的線程的變量副本時,ThreadLocal沒有顯式地刪除時,就會一直保留在內存中,不會被垃圾回收。

解決辦法:不再使用ThreadLocal時,調用remove()方法,該方法刪除了此變量的當前線程值。不要使用ThreadLocal.set(null),它只是查找與當前線程關聯的Map並將鍵值中這個threadLocal對象所對應的值為null,並沒有清除這個鍵值對。

最後

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