前言

在segmentfault上看到一個(gè)問題：java有完善的GC機(jī)制，那么在java中是否會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄漏的問題，以及能否給出一個(gè)內(nèi)存泄漏的案例。本問題視圖給出此問題的完整答案。

垃圾回收機(jī)制簡(jiǎn)介

在程序運(yùn)行過程中，每創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象都會(huì)被分配一定的內(nèi)存用以存儲(chǔ)對(duì)象數(shù)據(jù)。如果只是不停的分配內(nèi)存，那么程序遲早面臨內(nèi)存不足的問題。所以在任何語言中，都會(huì)有一個(gè)內(nèi)存回收機(jī)制來釋放過期對(duì)象的內(nèi)存，以保證內(nèi)存能夠被重復(fù)利用。

內(nèi)存回收機(jī)制按照實(shí)現(xiàn)角色的不同可以分為兩種，一種是程序員手動(dòng)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的釋放（比如C語言）另一種則是語言內(nèi)建的內(nèi)存回收機(jī)制比如本文將要介紹的java垃圾回收機(jī)制。

Java的垃圾回收機(jī)制

在程序的運(yùn)行時(shí)環(huán)境中，java虛擬機(jī)提供了一個(gè)系統(tǒng)級(jí)的垃圾回收（GC，Carbage Collection）線程，它負(fù)責(zé)回收失去引用的對(duì)象占用的內(nèi)存。理解GC的前提是理解一些和垃圾回收相關(guān)的概念，下文一一介紹這些概念。

對(duì)象在jvm堆區(qū)的狀態(tài)

Java對(duì)象的實(shí)例存儲(chǔ)在jvm的堆區(qū)，對(duì)于GC線程來說，這些對(duì)象有三種狀態(tài)。

1. 可觸及狀態(tài)：程序中還有變量引用，那么此對(duì)象為可觸及狀態(tài)。

2. 可復(fù)活狀態(tài)：當(dāng)程序中已經(jīng)沒有變量引用這個(gè)對(duì)象，那么此對(duì)象由可觸及狀態(tài)轉(zhuǎn)為可復(fù)活狀態(tài)。CG線程將在一定的時(shí)間準(zhǔn)備調(diào)用此對(duì)象的finalize方法（finalize方法繼承或重寫子Object），finalize方法內(nèi)的代碼有可能將對(duì)象轉(zhuǎn)為可觸及狀態(tài)，否則對(duì)象轉(zhuǎn)化為不可觸及狀態(tài)。

3. 不可觸及狀態(tài)：只有當(dāng)對(duì)象處于不可觸及狀態(tài)時(shí)，GC線程才能回收此對(duì)象的內(nèi)存。

GC為了能夠正確釋放對(duì)象，必須監(jiān)控每一個(gè)對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，包括對(duì)象的申請(qǐng)、引用、被引用、賦值等，GC都需要進(jìn)行監(jiān)控，所以無論一個(gè)對(duì)象處于上文中的任何狀態(tài)GC都會(huì)知道。

上文說到，GC線程會(huì)在一定的時(shí)間執(zhí)行可復(fù)活狀態(tài)對(duì)象的finalize方法，那么何時(shí)執(zhí)行呢？由于不同的JVM實(shí)現(xiàn)者可能使用不同的算法管理GC，所以在任何時(shí)候，開發(fā)者無法預(yù)料GC線程進(jìn)行各項(xiàng)操作（包括檢測(cè)對(duì)象狀態(tài)、釋放對(duì)象內(nèi)存、調(diào)用對(duì)象的finalize方法）的時(shí)機(jī)。雖然可以通過System.gc()和Runtime.gc()函數(shù)提醒GC線程盡快進(jìn)行垃圾回收操作，但是這也無法保證GC線程馬上就會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的回收操作。

內(nèi)存泄露

內(nèi)存泄漏指由于錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)造成程序未能釋放已經(jīng)不再使用的內(nèi)存，造成資源浪費(fèi)。GC會(huì)自動(dòng)清理失去引用的對(duì)象所占用的內(nèi)存。但是，由于程序設(shè)計(jì)錯(cuò)誤而導(dǎo)致某些對(duì)象始終被引用，那么將會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄漏。

比如下面的例子。使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)了一個(gè)棧，有入棧和出棧兩個(gè)操作。

import com.sun.javafx.collections.ElementObservableListDecorator;
import com.sun.swing.internal.plaf.metal.resources.metal_sv;

import java.beans.ExceptionListener;
import java.util.EmptyStackException;

/**
 * Created by peng on 14-9-21.
 */
public class MyStack {
  private Object[] elements;
  private int Increment = 10;
  private int size = 0;

  public MyStack(int size) {
    elements = new Object[size];
  }

  //入棧
  public void push(Object o) {
    capacity();
    elements[size++] = o;
  }

  //出棧
  public Object pop() {
    if (size == 0)
      throw new EmptyStackException();
    return elements[--size];
  }

  //增加棧的容量
  private void capacity() {
    if (elements.length != size)
      return;
    Object[] newArray = new Object[elements.length + Increment];
    System.arraycopy(elements, 0, newArray, 0, size);
  }

  public static void main(String[] args) {
    MyStack stack = new MyStack(100);
    for (int i = 0; i < 100; i++)
      stack.push(new Integer(i));
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
      System.out.println(stack.pop().toString());
    }
  }
}

這個(gè)程序是可用的，支持常用的入棧和出棧操作。但是，有一個(gè)問題沒有處理好，就是當(dāng)出棧操作的時(shí)候，并沒有釋放數(shù)組中出棧元素的引用，這導(dǎo)致程序?qū)⒁恢北３謱?duì)這個(gè)Object的引用（此object由數(shù)組引用）,GC永遠(yuǎn)認(rèn)為此對(duì)象是可觸及的，也就更加談不上釋放其內(nèi)存了。這就是內(nèi)存泄漏的一個(gè)典型案例。針對(duì)此，修改后的代碼為：

//出棧
  public Object pop() {
    if (size == 0)
      throw new EmptyStackException();
    Object o = elements[--size];
    elements[size] = null;
    return o;
  }

以上這篇深入理解Java垃圾回收機(jī)制以及內(nèi)存泄漏就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

最新評(píng)論