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本篇文章給大家分享的是有關(guān)JAVA內(nèi)存泄漏的示例分析，小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。
Java內(nèi)存泄漏是每個(gè)Java程序員都會(huì)遇到的問題，程序在本地運(yùn)行一切正常，可是布署到遠(yuǎn)端就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存無限制的增長，最后系統(tǒng)癱瘓，那么如何最快最好的檢測程序的穩(wěn)定性，防止系統(tǒng)崩盤，作者用自已的親身經(jīng)歷與各位網(wǎng)友分享解決這些問題的辦法。
作為Internet最流行的編程語言之一,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語言開發(fā)，大體上分為客戶端、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫三個(gè)層次。在進(jìn)入測試過程中，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在開發(fā)過程中遇到的Java內(nèi)存泄漏的檢測和處理解決過程.
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象引用的那些對象所占用的空間。
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象就作為垃圾回收。GC為了能夠正確釋放對象，必須監(jiān)控每一個(gè)對象的運(yùn)行狀態(tài)，包括對象的申請、引用、被引用、賦值等，GC都需要進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)視對象狀態(tài)是為了更加準(zhǔn)確地、及時(shí)地釋放對象，而釋放對象的根本原則就是該對象不再被引用。
在Java中，這些無用的對象都由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。
一. 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，先前申請了內(nèi)存空間而忘記了釋放。如果程序中存在對無用對象的引用，那么這些對象就會(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)證這些對象是否不再需要。如果存在對象的引用，這個(gè)對象就被定義為"有效的活動(dòng)"，同時(shí)不會(huì)被釋放。要確定對象所占內(nèi)存將被回收，我們就要?jiǎng)?wù)必確認(rèn)該對象不再會(huì)被使用。典型的做法就是把對象數(shù)據(jù)成員設(shè)為null或者從集合中移除該對象。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象，這些對象有下面兩個(gè)特點(diǎn)，首先，這些對象是有被引用的，即在有向樹形圖中，存在樹枝通路可以與其相連；其次，這些對象是無用的，即程序以后不會(huì)再使用這些對象。如果對象滿足這兩個(gè)條件，這些對象就可以判定為Java中的內(nèi)存泄漏，這些對象不會(huì)被GC所回收，然而它卻占用內(nèi)存。
這里引用一個(gè)常看到的例子，在下面的代碼中，循環(huán)申請Object對象，并將所申請的對象放入一個(gè)Vector中，如果僅僅釋放對象本身，但因?yàn)閂ector仍然引用該對象，所以這個(gè)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。
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對象都沒有被釋放，因?yàn)樽兞縱引用這些對象。
實(shí)際上這些對象已經(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)，在退出之前再從temp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)不再使用的對象引用。
三. 幾種典型的內(nèi)存泄漏
我們知道了在Java中確實(shí)會(huì)存在內(nèi)存泄漏，那么就讓我們看一看幾種典型的泄漏，并找出他們發(fā)生的原因和解決方法。
3.1 全局集合
在大型應(yīng)用程序中存在各種各樣的全局?jǐn)?shù)據(jù)倉庫是很普遍的，比如一個(gè)JNDI-tree或者一個(gè)session table。在這些情況下，必須注意管理儲(chǔ)存庫的大小。必須有某種機(jī)制從儲(chǔ)存庫中移除不再需要的數(shù)據(jù)。
通常有很多不同的解決形式，其中最常用的是一種周期運(yùn)行的清除作業(yè)。這個(gè)作業(yè)會(huì)驗(yàn)證倉庫中的數(shù)據(jù)然后清除一切不需要的數(shù)據(jù)。
另一種管理儲(chǔ)存庫的方法是使用反向鏈接(referrer)計(jì)數(shù)。然后集合負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)集合中每個(gè)入口的反向鏈接的數(shù)目。這要求反向鏈接告訴集合何時(shí)會(huì)退出入口。當(dāng)反向鏈接數(shù)目為零時(shí)，該元素就可以從集合中移除了。
3.2 緩存
緩存一種用來快速查找已經(jīng)執(zhí)行過的操作結(jié)果的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此，如果一個(gè)操作執(zhí)行需要比較多的資源并會(huì)多次被使用，通常做法是把常用的輸入數(shù)據(jù)的操作結(jié)果進(jìn)行緩存，以便在下次調(diào)用該操作時(shí)使用緩存的數(shù)據(jù)。緩存通常都是以動(dòng)態(tài)方式實(shí)現(xiàn)的,如果緩存設(shè)置不正確而大量使用緩存的話則會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存溢出的后果，因此需要將所使用的內(nèi)存容量與檢索數(shù)據(jù)的速度加以平衡。
常用的解決途徑是使用java.lang.ref.SoftReference類堅(jiān)持將對象放入緩存。這個(gè)方法可以保證當(dāng)虛擬機(jī)用完內(nèi)存或者需要更多堆的時(shí)候，可以釋放這些對象的引用。
3.3 類裝載器
Java類裝載器的使用為內(nèi)存泄漏提供了許多可乘之機(jī)。一般來說類裝載器都具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，因?yàn)轭愌b載器不僅僅是只與"常規(guī)"對象引用有關(guān)，同時(shí)也和對象內(nèi)部的引用有關(guān)。比如數(shù)據(jù)變量，方法和各種類。這意味著只要存在對數(shù)據(jù)變量，方法，各種類和對象的類裝載器，那么類裝載器將駐留在JVM中。既然類裝載器可以同很多的類關(guān)聯(lián)，同時(shí)也可以和靜態(tài)數(shù)據(jù)變量關(guān)聯(lián)，那么相當(dāng)多的內(nèi)存就可能發(fā)生泄漏。
四. 如何檢測和處理內(nèi)存泄漏
如何查找引起內(nèi)存泄漏的原因一般有兩個(gè)步驟:第一是安排有經(jīng)驗(yàn)的編程人員對代碼進(jìn)行走查和分析，找出內(nèi)存泄漏發(fā)生的位置;第二是使用專門的內(nèi)存泄漏測試工具進(jìn)行測試。
第一個(gè)步驟在代碼走查的工作中，可以安排對系統(tǒng)業(yè)務(wù)和開發(fā)語言工具比較熟悉的開發(fā)人員對應(yīng)用的代碼進(jìn)行了交叉走查，盡量找出代碼中存在的數(shù)據(jù)庫連接聲明和結(jié)果集未關(guān)閉、代碼冗余等故障代碼。
第二個(gè)步驟就是檢測Java的內(nèi)存泄漏。在這里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(yùn)行時(shí)，所有對象的申請、釋放等動(dòng)作，將內(nèi)存管理的所有信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、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Optimizeit Profiler，JProbe Profiler，JinSight , Rational 公司的Purify等。
4.1檢測內(nèi)存泄漏的存在
這里我們將簡單介紹我們在使用Optimizeit檢查的過程。通常在知道發(fā)生內(nèi)存泄漏之后，第一步是要弄清楚泄漏了什么數(shù)據(jù)和哪個(gè)類的對象引起了泄漏。
一般說來，一個(gè)正常的系統(tǒng)在其運(yùn)行穩(wěn)定后其內(nèi)存的占用量是基本穩(wěn)定的，不應(yīng)該是無限制的增長的。同樣，對任何一個(gè)類的對象的使用個(gè)數(shù)也有一個(gè)相對穩(wěn)定的上限，不應(yīng)該是持續(xù)增長的。根據(jù)這樣的基本假設(shè)，我們持續(xù)地觀察系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)使用的內(nèi)存的大小和各實(shí)例的個(gè)數(shù)，如果內(nèi)存的大小持續(xù)地增長，則說明系統(tǒng)存在內(nèi)存泄漏，如果特定類的實(shí)例對象個(gè)數(shù)隨時(shí)間而增長（就是所謂的“增長率”），則說明這個(gè)類的實(shí)例可能存在泄漏情況。
另一方面通常發(fā)生內(nèi)存泄漏的第一個(gè)跡象是：在應(yīng)用程序中出現(xiàn)了OutOfMemoryError。在這種情況下，需要使用一些開銷較低的工具來監(jiān)控和查找內(nèi)存泄漏。雖然OutOfMemoryError也有可能應(yīng)用程序確實(shí)正在使用這么多的內(nèi)存；對于這種情況則可以增加JVM可用的堆的數(shù)量，或者對應(yīng)用程序進(jìn)行某種更改，使它使用較少的內(nèi)存。
但是，在許多情況下，OutOfMemoryError都是內(nèi)存泄漏的信號。一種查明方法是不間斷地監(jiān)控GC的活動(dòng)，確定內(nèi)存使用量是否隨著時(shí)間增加。如果確實(shí)如此，就可能發(fā)生了內(nèi)存泄漏。
4.2處理內(nèi)存泄漏的方法
一旦知道確實(shí)發(fā)生了內(nèi)存泄漏，就需要更專業(yè)的工具來查明為什么會(huì)發(fā)生泄漏。JVM自己是不會(huì)告訴您的。這些專業(yè)工具從JVM獲得內(nèi)存系統(tǒng)信息的方法基本上有兩種：JVMTI和字節(jié)碼技術(shù)(byte code instrumentation)。Java虛擬機(jī)工具接口(Java Virtual Machine Tools Interface，JVMTI)及其前身Java虛擬機(jī)監(jiān)視程序接口(Java Virtual Machine Profiling Interface，JVMPI)是外部工具與JVM通信并從JVM收集信息的標(biāo)準(zhǔn)化接口。字節(jié)碼技術(shù)是指使用探測器處理字節(jié)碼以獲得工具所需的信息的技術(shù)。
Optimizeit是Borland公司的產(chǎn)品，主要用于協(xié)助對軟件系統(tǒng)進(jìn)行代碼優(yōu)化和故障診斷，其中的Optimizeit Profiler主要用于內(nèi)存泄漏的分析。Profiler的堆視圖就是用來觀察系統(tǒng)運(yùn)行使用的內(nèi)存大小和各個(gè)類的實(shí)例分配的個(gè)數(shù)的。
首先，Profiler會(huì)進(jìn)行趨勢分析，找出是哪個(gè)類的對象在泄漏。系統(tǒng)運(yùn)行長時(shí)間后可以得到四個(gè)內(nèi)存快照。對這四個(gè)內(nèi)存快照進(jìn)行綜合分析，如果每一次快照的內(nèi)存使用都比上一次有增長，可以認(rèn)定系統(tǒng)存在內(nèi)存泄漏，找出在四個(gè)快照中實(shí)例個(gè)數(shù)都保持增長的類，這些類可以初步被認(rèn)定為存在泄漏。通過數(shù)據(jù)收集和初步分析，可以得出初步結(jié)論:系統(tǒng)是否存在內(nèi)存泄漏和哪些對象存在泄漏(被泄漏)。
接下來，看看有哪些其他的類與泄漏的類的對象相關(guān)聯(lián)。前面已經(jīng)談到Java中的內(nèi)存泄漏就是無用的對象保持，簡單地說就是因?yàn)榫幋a的錯(cuò)誤導(dǎo)致了一條本來不應(yīng)該存在的引用鏈的存在(從而導(dǎo)致了被引用的對象無法釋放)，因此內(nèi)存泄漏分析的任務(wù)就是找出這條多余的引用鏈，并找到其形成的原因。查看對象分配到哪里是很有用的。同時(shí)只知道它們?nèi)绾闻c其他對象相關(guān)聯(lián)（即哪些對象引用了它們）是不夠的，關(guān)于它們在何處創(chuàng)建的信息也很有用。
最后，進(jìn)一步研究單個(gè)對象，看看它們是如何互相關(guān)聯(lián)的。借助于Profiler工具，應(yīng)用程序中的代碼可以在分配時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)添加，以創(chuàng)建堆棧跟蹤。也有可以對系統(tǒng)中所有對象分配進(jìn)行動(dòng)態(tài)的堆棧跟蹤。這些堆棧跟蹤可以在工具中進(jìn)行累積和分析。對每個(gè)被泄漏的實(shí)例對象，必然存在一條從某個(gè)牽引對象出發(fā)到達(dá)該對象的引用鏈。處于堆棧空間的牽引對象在被從棧中彈出后就失去其牽引的能力，變?yōu)榉菭恳龑ο蟆Ｒ虼耍陂L時(shí)間的運(yùn)行后，被泄露的對象基本上都是被作為類的靜態(tài)變量的牽引對象牽引。
總而言之, Java雖然有自動(dòng)回收管理內(nèi)存的功能,但內(nèi)存泄漏也是不容忽視,它往往是破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要因素。
以上就是JAVA內(nèi)存泄漏的示例分析，小編相信有部分知識(shí)點(diǎn)可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿?huì)見到或用到的。希望你能通過這篇文章學(xué)到更多知識(shí)。更多詳情敬請關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)-成都網(wǎng)站建設(shè)公司行業(yè)資訊頻道。
本文名稱：JAVA內(nèi)存泄漏的示例分析-創(chuàng)新互聯(lián)
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