map集合双花括号导致的内存泄漏问题

最新推荐文章于 2024-05-23 19:11:14 发布

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#java

本文揭示了使用双花括号初始化Map时可能导致内存泄漏的原因，通过剖析匿名内部类和外部引用的保持，以及提供避免内存泄漏的解决方案。讨论了静态内部类与内存泄漏的关系，并给出了最佳实践建议。

map集合双花括号导致的内泄漏的问题

下面的是双花括号初始化时的代码

Map<String, String> map = new HashMap() {{
    put("map1", "value1");
    put("map2", "value2");
    put("map3", "value3");
}};

一般来说大家用的都是这种初始化的方法

Map<Character, String> map= new HashMap<Character, String>();
		map.put('2',"abc");
		map.put('3',"def");

下面来说一下用双括号为什么会导致内存溢出问题：
用双括号的代码其实是创建了匿名内部类，然后再进行初始化代码块：
这一点我们可以使用命令 javac 将代码编译成字节码之后发现，我们发现之前的一个类被编译成两个字节码（.class）文件

我们使用 Idea 打开第一个.class 文件发现`。

import java.util.HashMap;

class DoubleBracket$1 extends HashMap {
    DoubleBracket$1(DoubleBracket var1) {
        this.this$0 = var1;
        this.put("map1", "value1");
        this.put("map2", "value2");
    }
}

此时我们可以确认，它就是一个匿名内部类。那么问题来了，匿名内部类为什么会导致内存溢出呢？

解答：在 Java 语言中非静态内部类会持有外部类的引用，从而导致 GC 无法回收这部分代码的引用，以至于造成内存溢出。

思考 1：为什么要持有外部类？
这个就要从匿名内部类的设计说起了，在 Java 语言中，非静态匿名内部类的主要作用有两个：
1、当匿名内部类只在外部类（主类）中使用时，匿名内部类可以让外部不知道它的存在，从而减少了代码的维护工作。

2、当匿名内部类持有外部类时，它就可以直接使用外部类中的变量了，这样可以很方便的完成调用，如下代码所示：

public class DoubleBracket {
    private static String userName = "hello world";
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Map<String, String> map = new HashMap() {{
            put("map1", "value1");
            put("map2", "value2");
            put("map3", "value3");
            put(userName, userName);
        }};
    }
}

从上述代码可以看出在 HashMap 的方法内部，可以直接使用外部类的变量 userName.

思考 2：它是怎么持有外部类的？
关于匿名内部类是如何持久外部对象的，我们可以通过查看匿名内部类的字节码得知，我们使用 javap -c DoubleBracket$1.class 命令进行查看，其中 $1 为以匿名类的字节码，字节码的内容如下

javap -c DoubleBracket\$1.class
Compiled from "DoubleBracket.java"
class com.example.DoubleBracket$1 extends java.util.HashMap {
  final com.example.DoubleBracket this$0;

  com.example.DoubleBracket$1(com.example.DoubleBracket);
    Code:
       0: aload_0
       1: aload_1
       2: putfield      #1                  // Field this$0:Lcom/example/DoubleBracket;
       5: aload_0
       6: invokespecial #7                  // Method java/util/HashMap."<init>":()V
       9: aload_0
      10: ldc           #13                 // String map1
      12: ldc           #15                 // String value1
      14: invokevirtual #17                 // Method put:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
      17: pop
      18: aload_0
      19: ldc           #21                 // String map2
      21: ldc           #23                 // String value2
      23: invokevirtual #17                 // Method put:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
      26: pop
      27: return
}

如果您觉得以上字节码不够直观，没关系，我们用下面的实际的代码来证明一下：

import java.lang.reflect.Field;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class DoubleBracket {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Map map = new DoubleBracket().createMap();
        // 获取一个类的所有字段
        Field field = map.getClass().getDeclaredField("this$0");
        // 设置允许方法私有的 private 修饰的变量
        field.setAccessible(true);
        System.out.println(field.get(map).getClass());
    }
    public Map createMap() {
        // 双花括号初始化
        Map map = new HashMap() {{
            put("map1", "value1");
            put("map2", "value2");
            put("map3", "value3");
        }};
        return map;
    }
}

什么情况会导致内存泄漏？

这是正常的代码：

public void createMap() {
    Map map = new HashMap() {{
        put("map1", "value1");
        put("map2", "value2");
        put("map3", "value3");
    }};
    // 业务处理....
}

这是可能会导致内存泄漏的

public Map createMap() {
    Map map = new HashMap() {{
        put("map1", "value1");
        put("map2", "value2");
        put("map3", "value3");
    }};
    return map;
}

为什么用了「可能」而不是「一定」会造成内存泄漏？
这是因为当此 map 被赋值为其他类属性时，可能会导致 GC 收集时不清理此对象，这时候才会导致内存泄漏。
如何保证内存不泄露？

要想保证双花扣号不泄漏，办法也很简单，只需要将 map 对象声明为 static 静态类型的就可以了，代码如下：

public static Map createMap() {
    Map map = new HashMap() {{
        put("map1", "value1");
        put("map2", "value2");
        put("map3", "value3");
    }};
    return map;
}