1.9 Java的內(nèi)存泄漏

　　一 問題的提出

　　Java的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)就是通過垃圾收集器(Garbage Collection，GC)自動(dòng)管理內(nèi)存的回收，程序員不需要通過調(diào)用函數(shù)來釋放內(nèi)存。因此，很多程序員認(rèn)為Java不存在內(nèi)存泄漏問題，或者認(rèn)為即使有內(nèi)存泄漏也不是程序的責(zé)任，而是GC或JVM的問題。其實(shí)，這種想法是不正確的，因?yàn)镴ava也存在內(nèi)存泄露，但它的表現(xiàn)與C++不同。

　　隨著越來越多的服務(wù)器程序采用Java技術(shù)，例如JSP，Servlet， EJB等，服務(wù)器程序往往長期運(yùn)行。另外，在很多嵌入式系統(tǒng)中，內(nèi)存的總量非常有限。內(nèi)存泄露問題也就變得十分關(guān)鍵，即使每次運(yùn)行少量泄漏，長期運(yùn)行之后，系統(tǒng)也是面臨崩潰的危險(xiǎn)。

　　二 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，程序員需要通過關(guān)鍵字new為每個(gè)對象申請內(nèi)存空間 (基本類型除外)，所有的對象都在堆 (Heap)中分配空間。另外，對象的釋放是由GC決定和執(zhí)行的。在Java中，內(nèi)存的分配是由程序完成的，而內(nèi)存的釋放是有GC完成的，這種收支兩條線的方法確實(shí)簡化了程序員的工作。但同時(shí)，它也加重了JVM的工作。這也是Java程序運(yùn)行速度較慢的原因之一。因?yàn)椋珿C為了能夠正確釋放對象，GC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。

　　為了更好理解GC的工作原理，我們可以將對象考慮為有向圖的頂點(diǎn)，將引用關(guān)系考慮為圖的有向邊，有向邊從引用者指向被引對象。另外，每個(gè)線程對象可以作為一個(gè)圖的起始頂點(diǎn)，例如大多程序從main進(jìn)程開始執(zhí)行，那么該圖就是以main進(jìn)程頂點(diǎn)開始的一棵根樹。在這個(gè)有向圖中，根頂點(diǎn)可達(dá)的對象都是有效對象，GC將不回收這些對象。如果某個(gè)對象 (連通子圖)與這個(gè)根頂點(diǎn)不可達(dá)(注意，該圖為有向圖)，那么我們認(rèn)為這個(gè)(這些)對象不再被引用，可以被GC回收。

　　以下，我們舉一個(gè)例子說明如何用有向圖表示內(nèi)存管理。對于程序的每一個(gè)時(shí)刻，我們都有一個(gè)有向圖表示JVM的內(nèi)存分配情況。以下右圖，就是左邊程序運(yùn)行到第6行的示意圖。

　　Java使用有向圖的方式進(jìn)行內(nèi)存管理，可以消除引用循環(huán)的問題，例如有三個(gè)對象，相互引用，只要它們和根進(jìn)程不可達(dá)的，那么GC也是可以回收它們的。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是管理內(nèi)存的精度很高，但是效率較低。另外一種常用的內(nèi)存管理技術(shù)是使用計(jì)數(shù)器，例如COM模型采用計(jì)數(shù)器方式管理構(gòu)件，它與有向圖相比，精度行低(很難處理循環(huán)引用的問題)，但執(zhí)行效率很高。

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