三 什么是Java中的內(nèi)存泄露

　　下面，我們就可以描述什么是內(nèi)存泄漏。在Java中，內(nèi)存泄漏就是存在一些被分配的對(duì)象，這些對(duì)象有下面兩個(gè)特點(diǎn)，首先，這些對(duì)象是可達(dá)的，即在有向圖中，存在通路可以與其相連;其次，這些對(duì)象是無(wú)用的，即程序以后不會(huì)再使用這些對(duì)象。如果對(duì)象滿足這兩個(gè)條件，這些對(duì)象就可以判定為Java中的內(nèi)存泄漏，這些對(duì)象不會(huì)被GC所回收，然而它卻占用內(nèi)存。

　　在C++中，內(nèi)存泄漏的范圍更大一些。有些對(duì)象被分配了內(nèi)存空間，然后卻不可達(dá)，由于C++中沒(méi)有GC，這些內(nèi)存將永遠(yuǎn)收不回來(lái)。在Java中，這些不可達(dá)的對(duì)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。

　　通過(guò)分析，我們得知，對(duì)于C++，程序員需要自己管理邊和頂點(diǎn)，而對(duì)于Java程序員只需要管理邊就可以了(不需要管理頂點(diǎn)的釋放)。通過(guò)這種方式，Java提高了編程的效率。

　　因此，通過(guò)以上分析，我們知道在Java中也有內(nèi)存泄漏，但范圍比C++要小一些。因?yàn)镴ava從語(yǔ)言上保證，任何對(duì)象都是可達(dá)的，所有的不可達(dá)對(duì)象都由GC管理。

　　對(duì)于程序員來(lái)說(shuō)，GC基本是透明的，不可見(jiàn)的。雖然，我們只有幾個(gè)函數(shù)可以訪問(wèn)GC，例如運(yùn)行GC的函數(shù)System.gc()，但是根據(jù)Java語(yǔ)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)�，不同的JVM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(jí)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(kāi)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(lái)說(shuō)，我們不需要關(guān)心這些。除非在一些特定的場(chǎng)合，GC的執(zhí)行影響應(yīng)用程序的性能，例如對(duì)于基于Web的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，如網(wǎng)絡(luò)游戲等，用戶不希望GC突然中斷應(yīng)用程序執(zhí)行而進(jìn)行垃圾回收，那么我們需要調(diào)整GC的參數(shù)，讓GC能夠通過(guò)平緩的方式釋放內(nèi)存，例如將垃圾回收分解為一系列的小步驟執(zhí)行，Sun提供的HotSpot JVM就支持這一特性。

　　下面給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的內(nèi)存泄露的例子。在這個(gè)例子中，我們循環(huán)申請(qǐng)Object對(duì)象，并將所申請(qǐng)的對(duì)象放入一個(gè)Vector中，如果我們僅僅釋放引用本身，那么Vector仍然引用該對(duì)象，所以這個(gè)對(duì)象對(duì)GC來(lái)說(shuō)是不可回收的。因此，如果對(duì)象加入到Vector后，還必須從Vector中刪除，最簡(jiǎn)單的方法就是將Vector對(duì)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(duì)象都沒(méi)有被釋放，因?yàn)樽兞縱引用這些對(duì)象。

　　四 如何檢測(cè)內(nèi)存泄漏

　　最后一個(gè)重要的問(wèn)題，就是如何檢測(cè)Java的內(nèi)存泄漏。目前，我們通常使用一些工具來(lái)檢查Java程序的內(nèi)存泄漏問(wèn)題。市場(chǎng)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(guò)監(jiān)測(cè)Java程序運(yùn)行時(shí)，所有對(duì)象的申請(qǐng)、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(kāi)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(wèn)題。這些工具包括Optimizeit Profiler，JProbe Profiler，JinSight , Rational 公司的Purify等。

　　下面，我們將簡(jiǎn)單介紹Optimizeit的基本功能和工作原理。

　　Optimizeit Profiler版本4.11支持Application，Applet，Servlet和Romote Application四類應(yīng)用，并且可以支持大多數(shù)類型的JVM，包括SUN JDK系列，IBM的JDK系列，和Jbuilder的JVM等。并且，該軟件是由Java編寫，因此它支持多種操作系統(tǒng)。Optimizeit系列還包括Thread Debugger和Code Coverage兩個(gè)工具，分別用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行時(shí)的線程狀態(tài)和代碼覆蓋面。

　　當(dāng)設(shè)置好所有的參數(shù)了，我們就可以在OptimizeIt環(huán)境下運(yùn)行被測(cè)程序，在程序運(yùn)行過(guò)程中，Optimizeit可以監(jiān)視內(nèi)存的使用曲線(如下圖)，包括JVM申請(qǐng)的堆(heap)的大小，和實(shí)際使用的內(nèi)存大小。另外，在運(yùn)行過(guò)程中，我們可以隨時(shí)暫停程序的運(yùn)行，甚至強(qiáng)行調(diào)用GC，讓GC進(jìn)行內(nèi)存回收。通過(guò)內(nèi)存使用曲線，我們可以整體了解程序使用內(nèi)存的情況。這種監(jiān)測(cè)對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)行的應(yīng)用程序非常有必要，也很容易發(fā)現(xiàn)內(nèi)存泄露。

　　在運(yùn)行過(guò)程中，我們還可以從不同視角觀查內(nèi)存的使用情況，Optimizeit提供了四種方式：

　　堆視角。 這是一個(gè)全面的視角，我們可以了解堆中的所有的對(duì)象信息(數(shù)量和種類)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、排序，過(guò)濾。了解相關(guān)對(duì)象的變化情況。

　　方法視角。通過(guò)方法視角，我們可以得知每一種類的對(duì)象，都分配在哪些方法中，以及它們的數(shù)量。

　　對(duì)象視角。給定一個(gè)對(duì)象，通過(guò)對(duì)象視角，我們可以顯示它的所有出引用和入引用對(duì)象，我們可以了解這個(gè)對(duì)象的所有引用關(guān)系。

　　引用圖。 給定一個(gè)根，通過(guò)引用圖，我們可以顯示從該頂點(diǎn)出發(fā)的所有出引用。

　　在運(yùn)行過(guò)程中，我們可以隨時(shí)觀察內(nèi)存的使用情況，通過(guò)這種方式，我們可以很快找到那些長(zhǎng)期不被釋放，并且不再使用的對(duì)象。我們通過(guò)檢查這些對(duì)象的生存周期，確認(rèn)其是否為內(nèi)存泄露。在實(shí)踐當(dāng)中，尋找內(nèi)存泄露是一件非常麻煩的事情，它需要程序員對(duì)整個(gè)程序的代碼比較清楚，并且需要豐富的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，但是這個(gè)過(guò)程對(duì)于很多關(guān)鍵的Java程序都是十分重要的。

　　綜上所述，Java也存在內(nèi)存泄露問(wèn)題，其原因主要是一些對(duì)象雖然不再被使用，但它們?nèi)匀槐灰�用。為了解決這些問(wèn)題，我們可以通過(guò)軟件工具來(lái)檢查內(nèi)存泄露，檢查的主要原理就是暴露出所有堆中的對(duì)象，讓程序員尋找那些無(wú)用但仍被引用的對(duì)象。

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