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Java的內(nèi)存泄漏

瀏覽:102日期:2024-06-07 17:23:47
內(nèi)容: 出自:ibm:developerworks中國網(wǎng)站 歐陽辰周欣 一 問題的提出Java的一個重要優(yōu)點就是通過垃圾收集器(Garbage Collection,GC)自動管理內(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,這種想法是不正確的,因為Java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,即使每次運行少量泄漏,長期運行之后,系統(tǒng)也是面臨崩潰的危險。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簡化了程序員的工作。但同時,它也加重了JVM的工作。這也是Java程序運行速度較慢的原因之一。因為,GC為了能夠正確釋放對象,GC必須監(jiān)控每一個對象的運行狀態(tài),包括對象的申請、引用、被引用、賦值等,GC都需要進行監(jiān)控。監(jiān)視對象狀態(tài)是為了更加準(zhǔn)確地、及時地釋放對象,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,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,每個線程對象可以作為一個圖的起始頂點,例如大多程序從main進程開始執(zhí)行,那么該圖就是以main進程頂點開始的一棵根樹。在這個有向圖中,根頂點可達的對象都是有效對象,GC將不回收這些對象。如果某個對象 (連通子圖)與這個根頂點不可達(注意,該圖為有向圖),那么我們認(rèn)為這個(這些)對象不再被引用,可以被GC回收。以下,我們舉一個例子說明如何用有向圖表示內(nèi)存管理。對于程序的每一個時刻,我們都有一個有向圖表示JVM的內(nèi)存分配情況。以下右圖,就是左邊程序運行到第6行的示意圖。Java使用有向圖的方式進行內(nèi)存管理,可以消除引用循環(huán)的問題,例如有三個對象,相互引用,只要它們和根進程不可達的,那么GC也是可以回收它們的。這種方式的優(yōu)點是管理內(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)是使用計數(shù)器,例如COM模型采用計數(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。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象,這些對象有下面兩個特點,首先,這些對象是可達的,即在有向圖中,存在通路可以與其相連;其次,這些對象是無用的,即程序以后不會再使用這些對象。如果對象滿足這兩個條件,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。有些對象被分配了內(nèi)存空間,然后卻不可達,由于C++中沒有GC,這些內(nèi)存將永遠收不回來。在Java中,這些不可達的對象都由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。通過分析,我們得知,對于C++,程序員需要自己管理邊和頂點,而對于Java程序員只需要管理邊就可以了(不需要管理頂點的釋放)。通過這種方式,Java提高了編程的效率。因此,通過以上分析,我們知道在Java中也有內(nèi)存泄漏,但范圍比C++要小一些。因為Java從語言上保證,任何對象都是可達的,所有的不可達對象都由GC管理。對于程序員來說,GC基本是透明的,不可見的。雖然,我們只有幾個函數(shù)可以訪問GC,例如運行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執(zhí)行。因為,不同的JVM實現(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)存使用到達一定程度時,GC才開始工作,也有定時執(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。除非在一些特定的場合,GC的執(zhí)行影響應(yīng)用程序的性能,例如對于基于Web的實時系統(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。下面給出了一個簡單的內(nèi)存泄露的例子。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。Vector v=new Vector(10);for (int i=1;i
標(biāo)簽: Java
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