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Java中的內(nèi)存泄漏

 更新時間：2020年11月28日 08:55:32   作者：老k  
這篇文章主要介紹了Java中的內(nèi)存泄漏的相關(guān)資料，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)Java，感興趣的朋友可以了解下

Java.Lang.OutOfMemoryError: Java Heap Space

Java應(yīng)用程序只允許使用有限的內(nèi)存。此限制在應(yīng)用程序啟動期間指定。為了使事情更復(fù)雜，Java內(nèi)存被分成兩個不同的區(qū)域。這些區(qū)域稱為永久生成區(qū)域（permgene和Permgen）：

這些區(qū)域的大小是在Java虛擬機(jī)（JVM）啟動期間設(shè)置的，可以通過指定JVM參數(shù)-Xmx和-XX:MaxPermSize進(jìn)行定制。如果未顯式設(shè)置大小，則將使用特定于平臺的默認(rèn)值。

這個java.lang.OutOfMemoryError：當(dāng)應(yīng)用程序嘗試向堆空間區(qū)域添加更多數(shù)據(jù)，但空間不足時，將觸發(fā)Java堆空間錯誤。

請注意，可能有大量可用的物理內(nèi)存，但是java.lang.OutOfMemoryError：每當(dāng)JVM達(dá)到堆大小限制時，就會拋出Java堆空間錯誤。

是什么引起內(nèi)存泄露的？

最常見的原因是java.lang.OutOfMemoryError：Java heap space error –您嘗試將XXL應(yīng)用程序放入S大小的Java堆空間中。只是Java應(yīng)用程序需要更多的空間來操作。此OutOfMemoryError消息的其他原因更為復(fù)雜，是由編程錯誤引起的：

  • 使用量/數(shù)據(jù)量激增。該應(yīng)用程序設(shè)計(jì)為處理一定數(shù)量的用戶或一定數(shù)量的數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶數(shù)量或數(shù)據(jù)量突然達(dá)到峰值并超過預(yù)期閾值時，在峰值停止運(yùn)行并觸發(fā)java.lang.OutOfMemoryError：Java堆空間錯誤。
  • 內(nèi)存泄漏。特定類型的編程錯誤將導(dǎo)致應(yīng)用程序不斷消耗更多內(nèi)存。每次使用應(yīng)用程序的泄漏功能時，它都會將一些對象留在Java堆空間中。隨著時間的推移，泄漏的對象會消耗所有可用的Java堆空間，并觸發(fā)已經(jīng)熟悉的java.lang.OutOfMemoryError：Java堆空間錯誤。

內(nèi)存泄漏代碼示例

第一個例子非常簡單–下面的Java代碼嘗試分配一個2M整數(shù)數(shù)組。當(dāng)您編譯它并使用12MB的Java堆空間（Java-Xmx12m-OOM）啟動時，它將失敗java.lang.OutOfMemoryError：Java堆空間消息。有了13MB的Java堆空間，程序運(yùn)行得很好。

class OOM {
 static final int SIZE=2*1024*1024;
 public static void main(String[] a) {
  int[] i = new int[SIZE];
  }
}

第二個也是更現(xiàn)實(shí)的例子是內(nèi)存泄漏在Java中，當(dāng)開發(fā)人員創(chuàng)建和使用新的對象（如new Integer（5））時，他們不必自己分配內(nèi)存—這是由Java虛擬機(jī)（JVM）負(fù)責(zé)的。在應(yīng)用程序的生命周期中，JVM會定期檢查內(nèi)存中哪些對象仍在使用，哪些對象沒有使用。未使用的對象可以丟棄，內(nèi)存可以回收并再次使用。這個過程稱為垃圾回收。JVM中負(fù)責(zé)收集的相應(yīng)模塊稱為垃圾收集器（GC）。

Java的自動內(nèi)存管理依賴于GC定期查找未使用的對象并將其刪除。簡單地說，java 內(nèi)存泄露是指應(yīng)用程序不再使用某些對象，但垃圾回收無法識別它的情況。因此，這些未使用的對象將無限期地保留在Java堆空間中。這起連環(huán)碰撞最終會觸發(fā)java.lang.OutOfMemoryError：Java堆空間錯誤。

構(gòu)建一個滿足內(nèi)存泄漏定義的Java程序相當(dāng)容易：

class KeylessEntry {
 
  static class Key {
   Integer id;
 
   Key(Integer id) {
     this.id = id;
   }
 
   @Override
   public int hashCode() {
     return id.hashCode();
   }
  }
 
  public static void main(String[] args) {
   Map m = new HashMap();
   while (true)
     for (int i = 0; i < 10000; i++)
      if (!m.containsKey(new Key(i)))
        m.put(new Key(i), "Number:" + i);
  }
}

當(dāng)您執(zhí)行上面的代碼時，您可能希望它永遠(yuǎn)運(yùn)行而不會出現(xiàn)任何問題，假設(shè)天真的緩存解決方案只將底層映射擴(kuò)展到10000個元素，除此之外，所有的鍵都已經(jīng)存在于HashMap中。但是，實(shí)際上，由于Key類在hashCode()旁邊沒有適當(dāng)?shù)膃quals()實(shí)現(xiàn)，所以元素將繼續(xù)被添加。

結(jié)果，隨著時間的推移，隨著泄漏代碼的不斷使用，“緩存”結(jié)果最終會消耗大量Java堆空間。當(dāng)泄漏的內(nèi)存填滿堆區(qū)域中的所有可用內(nèi)存，而垃圾回收無法清理它時java.lang.OutOfMemoryError：引發(fā)Java堆空間。

解決方案很簡單–添加與下面類似的equals()方法的實(shí)現(xiàn)，您就可以開始了。但在你找到病因之前，你肯定會失去一些珍貴的腦細(xì)胞。

@Override
public boolean equals(Object o) {
  boolean response = false;
  if (o instanceof Key) {
   response = (((Key)o).id).equals(this.id);
  }
  return response;
}

內(nèi)存溢出怎么解決?

在某些情況下，分配給JVM的堆的數(shù)量不足以滿足在JVM上運(yùn)行的應(yīng)用程序的需要。在這種情況下，您應(yīng)該只分配更多的堆—請參閱本章末尾的部分了解如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

然而，在許多情況下，提供更多的Java堆空間并不能解決問題。例如，如果應(yīng)用程序包含內(nèi)存泄漏，則添加更多堆只會推遲java.lang.OutOfMemoryError：Java堆空間錯誤。此外，增加Java堆空間量也會增加GC暫停的長度，從而影響應(yīng)用程序的吞吐量或延遲。

如果您希望解決Java堆空間的底層問題，而不是掩蓋癥狀，那么您需要找出代碼的哪一部分負(fù)責(zé)分配最多的內(nèi)存。換句話說，你需要回答以下問題：

  1. 哪些對象占據(jù)堆的大部分
  2. 在源代碼中分配這些對象

在這一點(diǎn)上，一定要在你的日歷中清除幾天（或者-在項(xiàng)目符號列表下面自動查看）。下面是一個粗略的流程大綱，可以幫助您回答上述問題：

  • 獲得安全許可，以便從JVM執(zhí)行堆轉(zhuǎn)儲?！癲ump轉(zhuǎn)儲”基本上是堆內(nèi)容的快照，您可以對其進(jìn)行分析。因此，這些快照可能包含機(jī)密信息，如密碼、信用卡號碼等，因此出于安全原因，獲取此類轉(zhuǎn)儲甚至可能不可能。
  • 在適當(dāng)?shù)臅r候把垃圾處理掉。準(zhǔn)備好獲取一些轉(zhuǎn)儲，因?yàn)楫?dāng)在錯誤的時間執(zhí)行時，堆轉(zhuǎn)儲包含大量的噪聲，實(shí)際上可能是無用的。另一方面，每個堆轉(zhuǎn)儲都會完全“freezes凍結(jié)”JVM，所以不要占用太多，否則最終用戶將面臨性能問題。
  • 找一臺能裝垃圾的機(jī)器。當(dāng)您的JVM使用例如8GB的堆時，您需要一臺大于8GB的機(jī)器來分析堆內(nèi)容。啟動轉(zhuǎn)儲分析軟件（我們推薦Eclipse MAT，但也有同樣好的替代品）。
  • 檢測堆的最大使用者的GC根路徑。我們在這里的另一篇文章中討論了這一活動。這對初學(xué)者來說尤其困難，但實(shí)踐將使你了解結(jié)構(gòu)和導(dǎo)航機(jī)制。
  • 接下來，您需要弄清楚源代碼中潛在危險(xiǎn)的大量對象被分配到哪里。如果您對應(yīng)用程序的源代碼有很好的了解，那么您將能夠在幾次搜索中做到這一點(diǎn)。

或者，我們建議使用plumber，這是唯一一個具有自動根本原因檢測功能的Java監(jiān)控解決方案。在其他性能問題中，它包羅萬象java.lang.OutOfMemoryErrors并自動為您提供有關(guān)最需要內(nèi)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的信息。

Plumber負(fù)責(zé)在后臺收集必要的數(shù)據(jù)——這包括關(guān)于堆使用情況的相關(guān)數(shù)據(jù)（只有對象布局圖，沒有實(shí)際數(shù)據(jù)），還有一些甚至在堆轉(zhuǎn)儲中都找不到的數(shù)據(jù)。它還為您執(zhí)行必要的數(shù)據(jù)處理—在運(yùn)行中，只要JVM遇到j(luò)ava.lang.OutOfMemoryError. 這里有一個例子java.lang.OutOfMemoryError管道工事故警報(bào)：

無需任何其他工具或分析，您可以看到：

  • 哪些對象消耗的內(nèi)存最多
  • 在哪里分配這些對象（它們中的大多數(shù)在MetricManagerImpl類中分配，第304行）
  • 當(dāng)前引用這些對象的是什么（到GC根的完整引用鏈）

有了這些信息，您就可以放大潛在的根本原因，并確保將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)縮減到適合您的內(nèi)存池的級別。

然而，當(dāng)您從內(nèi)存分析或閱讀plumber報(bào)告得出的結(jié)論是內(nèi)存使用是合法的，并且源代碼中沒有什么可更改的，那么您需要允許JVM有更多的Java堆空間來正常運(yùn)行。在這種情況下，更改JVM啟動配置并添加（或增加值，如果存在）：

-Xmx1024m

上述配置將為應(yīng)用程序提供1024MB的Java堆空間?？梢允褂胓或g表示GB，m或m表示MB，k或k表示KB。例如，以下所有內(nèi)容都相當(dāng)于最大Java堆空間為1GB：

  java -Xmx1073741824 com.mycompany.MyClass
  java -Xmx1048576k com.mycompany.MyClass
  java -Xmx1024m com.mycompany.MyClass
  java -Xmx1g com.mycompany.MyClass

以上就是Java中的內(nèi)存泄漏的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java 內(nèi)存泄漏的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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