Java中的内存泄露

Q:在Java中怎么可以产生内存泄露?

A:Java中,造成内存泄露的原因有很多种。典型的例子是一个没有实现hasCode和

equals方法的Key类在HashMap中保存的情况。最后会生成很多重复的对象。所有的内存泄露

最后都会抛出OutOfMemoryError异常,下面通过一段简短的通过无限循环模拟内存泄露

的例子说明一下。

 

 

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
public class MemoryLeak {
 
 public static void main(String[] args) {
  Map<Key, String> map = new HashMap<Key, String>(1000);
   
  int counter = 0;
  while (true) {
       // creates duplicate objects due to bad Key class
   map.put(new Key("dummyKey"), "value");
   counter++;
   if (counter % 1000 == 0) {
    System.out.println("map size: " + map.size());
    System.out.println("Free memory after count " + counter
      + " is " + getFreeMemory() + "MB");
       
    sleep(1000);
   }
    
    
  }
 }
 
 // inner class key without hashcode() or equals() -- bad implementation
 static class Key {
  private String key;
 
  public Key(String key) {
   this.key = key;
  }
 
 }
 
 //delay for a given period in milli seconds
 public static void sleep(long sleepFor) {
  try {
   Thread.sleep(sleepFor);
  } catch (InterruptedException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }
 
 //get available memory in MB
 public static long getFreeMemory() {
  return Runtime.getRuntime().freeMemory() / (1024 * 1024);
 }
 
}

 

 

结果如下:

 

map size: 1000
Free memory after count 1000 is 4MB
map size: 2000
Free memory after count 2000 is 4MB
map size: 1396000
Free memory after count 1396000 is 2MB
map size: 1397000
Free memory after count 1397000 is 2MB
map size: 1398000
Free memory after count 1398000 is 2MB
map size: 1399000
Free memory after count 1399000 is 1MB
map size: 1400000
Free memory after count 1400000 is 1MB
map size: 1401000
Free memory after count 1401000 is 1MB
.....
.....
map size: 1452000
Free memory after count 1452000 is 0MB
map size: 1453000
Free memory after count 1453000 is 0MB
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
 at java.util.HashMap.addEntry(HashMap.java:753)
 at java.util.HashMap.put(HashMap.java:385)
 at MemoryLeak.main(MemoryLeak.java:10)

 

Q:怎么解决上面的内存泄露?

A:实现Key类的equals和hasCode方法。

 

   .....
static class Key {
 private String key;
 
 public Key(String key) {
  this.key = key;
 }
 
 
 @Override
 public boolean equals(Object obj) {
 
  if (obj instanceof Key)
   return key.equals(((Key) obj).key);
  else
   return false;
 
 }
 
 @Override
 public int hashCode() {
  return key.hashCode();
 }
}
.....

 

重新执行程序会得到如下结果:

 

map size: 1
Free memory after count 1000 is 4MB
map size: 1
Free memory after count 2000 is 4MB
map size: 1
Free memory after count 3000 is 4MB
map size: 1
Free memory after count 4000 is 4MB
...
Free memory after count 73000 is 4MB
map size: 1
Free memory after count 74000 is 4MB
map size: 1
Free memory after count 75000 is 4MB

 

Q:在实际场景中,你怎么查找内存泄露?

A:通过以下代码获取线程ID

 

C:\>jps
5808 Jps
4568 MemoryLeak
3860 Main

 

通过命令行打开jconsole

 

C:\>jconsole 4568

 

实现了hasCode和equals的Key类和没有实现的图表如下所示:

 

没有内存泄露的:

 



 

造成内存泄露的:

 



 

<think>我们正在讨论Java内存泄漏的原因。根据提供的引用内容,我们可以总结出以下几点原因: 1. static字段引起的内存泄漏:静态字段的生命周期与类相同,如果静态字段持有大对象的引用且不被清除,会导致这些对象无法被回收。2.变量不合理的作用域:变量的作用范围大于其使用范围,或者没有及时将对象设置为null,可能导致内存泄漏。3.Java内存泄漏的根本原因是对象不再被使用,但由于仍然被引用(垃圾回收器无法回收),导致内存泄漏。 此外,根据引用[2]中的例子,在方法中定义了一个实例变量`msg`,它用于存储从网络读取的数据并保存到数据库。如果在`receiveMsg`方法执行后,`msg`仍然持有大量数据,而后续没有将`msg`置为null,且该对象(UsingRandom实例)长期存在,则可能导致内存泄漏。常见的Java内存泄漏原因还有: -集合类使用不当:比如将对象放入集合(如HashMap、ArrayList)后,不再需要时却没有从集合中移除。-连接未关闭:如数据库连接、网络连接、文件流等,未显式关闭会导致资源无法释放。 -监听器和回调:注册了监听器或回调,但在对象不再使用时没有取消注册。-内部类持有外部类:非静态内部类会隐式持有外部类的引用,如果内部类的生命周期长于外部类,可能导致外部类无法被回收。 -缓存:使用缓存时,如果缓存的对象不再使用却没有清除,也会导致内存泄漏。因此,我们可以将Java内存泄漏的原因归纳为以下几点:1.**静态集合类或静态字段**:静态字段的生命周期很长,如果持有对象的引用,这些对象在程序运行期间将不会被回收。2.**集合类**:将对象放入集合(如HashMap、ArrayList)后,如果不再需要却没有从集合中移除,导致对象无法被回收。 3. **变量作用域不合理**:变量的作用域大于其使用范围,且没有及时将对象设置为null。4.**资源未关闭**:如数据库连接、网络连接、文件IO等,使用后没有关闭,导致资源无法释放。5.**监听器和回调**:注册了监听器或回调,但在不需要时没有取消注册,导致对象无法被回收。6.**内部类持有外部类**:非静态内部类会持有外部类的引用,如果内部类对象被长期持有,则外部类对象也无法被回收。7.**缓存**:缓存中的对象如果不再使用,但没有从缓存中清除,会导致内存泄漏。 8. **单例模式**:单例对象在初始化时可能会持有其他对象的引用,如果单例对象长期存在,那么它持有的对象也不会被回收。 下面我们根据这些原因,给出一个结构清晰的回答。</think>### Java 内存泄漏原因分析 在 Java 中,内存泄漏指对象不再被程序使用,但因错误引用导致垃圾回收器(GC)无法回收,最终耗尽内存资源引发 `OutOfMemoryError`。以下是主要原因及典型案例: #### 1. **静态字段长期持有引用** [^1] 静态变量的生命周期与类加载周期相同(通常到 JVM 关闭)。若静态集合或对象持有大数据的引用,会导致关联对象无法回收。 ```java class Cache { // 静态Map会持续增长且无法回收 private static final Map<String, Object> CACHE = new HashMap<>(); public static void add(String key, Object value) { CACHE.put(key, value); } } ``` #### 2. **集合类管理不当** 对象加入集合后,若未显式移除,即使不再使用也会被集合强引用: ```java List<Object> dataList = new ArrayList<>(); while (true) { Object data = fetchData(); // 获取新数据 dataList.add(data); // 旧数据未被移除 } ``` #### 3. **变量作用域不合理** [^2] 变量作用域大于实际使用范围,且未及时置 `null`: ```java public class DataProcessor { private byte[] buffer = new byte[1024 * 1024]; // 大缓冲区 public void process() { readData(buffer); // 处理完成后未释放buffer } } ``` #### 4. **未关闭资源** 数据库连接、文件流等资源未关闭会阻止相关对象回收: ```java try { Connection conn = DriverManager.getConnection(url); // 使用后未调用 conn.close() } catch (SQLException e) { e.printStackTrace(); } ``` #### 5. **监听器/回调未注销** 注册监听器后未反注册,导致目标对象无法回收: ```java button.addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { // ... } }); // 若未调用 removeActionListener(),监听器对象会持续存在 ``` #### 6. **内部类隐式引用外部类** [^3] 非静态内部类隐式持有外部类引用: ```java class Outer { private byte[] data = new byte[1024]; class Inner { // 即使外部类实例不再使用,只要内部类存活,外部类就不会被回收 } } ``` #### 根本机制 内存泄漏本质是对象**存在无效引用链**,使 GC 误判为"存活对象"(通过可达性分析算法)。例如: - 长生命周期对象(如静态变量)持有短周期对象 - 集合类维护无效条目 - 资源未显式释放 --- ### 内存泄漏检测方法 1. **监控工具**:使用 `jvisualvm`、`jconsole` 观察堆内存趋势 2. **堆转储分析**:通过 `jmap -dump` 生成堆快照,用 Eclipse MAT 分析引用链 3. **代码审查**:重点检查静态集合、资源关闭逻辑、监听器注销
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