为什么JAVA的垃圾回收机制无法避免内存泄漏

Posted 2020-06-19 年轻人，要努力哟

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了为什么JAVA的垃圾回收机制无法避免内存泄漏相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、本文参考：

1.《深入理解java虚拟机 JVM高级特性与最佳实践》

2. http://coderevisited.com/memory-leaks-in-java/

二、对象已死的判定方法

要进行JVM中对象回收首先要判断对象是否已经死亡，判断的方法有如下几个：

1.引用计数法

给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用失效时，计数器值就减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。

但是主流的java虚拟机里面没有选用引用计数器算法来管理内存，其中最主要的原因是它很难解决对象之间相互循环引用的问题。

2.可达性分析算法

这个算法的基本思想就是通过一系列的称为“GC Roots"的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连接时，则证明此对象是不可用的。如下图所示，对象object5、object6、object7虽然互相有关联，但是它们到GC Roots是不可达的，所以它们将会被判定为是可回收对象。

三、导致内存泄漏的情况及代码

java 堆内存泄漏。是由于java对象不停创建但是没有释放对象引用导致的。

以下是关于java代码，此代码是引自http://coderevisited.com/memory-leaks-in-java/

类com.code.revisited.memoryleaks.Stack提供了实现栈的一些方法，包括遍历，入栈，出栈等操作。假设原来目的是为了现实使用（当然这里是为了解释内存泄漏）。

package com.code.revisited.memoryleaks;

import java.util.Iterator;
import java.util.NoSuchElementException;

/**
 * @author sureshsajja
 * 
 */
public class Stack<E> implements Iterable<E> {

    private int N;
    private E[] array;

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public Stack(int capacity) {
        array = (E[]) new Object[capacity];
    }

    @Override
    public Iterator<E> iterator() {
        return new StackIterator();
    }

    private class StackIterator implements Iterator<E> {

        private int i = N - 1;

        @Override
        public boolean hasNext() {
            return i >= 0;
        }

        @Override
        public E next() {
            if (!hasNext()) {
                throw new NoSuchElementException();
            }
            return array[i--];
        }

        @Override
        public void remove() {
            throw new UnsupportedOperationException();

        }

    }

    public void push(E item) {
        if (isFull()) {
            throw new RuntimeException("Stack overflow");
        }
        array[N++] = item;
    }

    public E pop() {
        if (isEmpty())
            throw new RuntimeException("Stack underflow");
        E item = array[--N];
        return item;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return N == 0;
    }

    public int size() {
        return N;
    }

    public boolean isFull() {
        return N == array.length;
    }

    public E peek() {
        if (isEmpty())
            throw new RuntimeException("Stack underflow");
        return array[N - 1];
    }

}

类com.code.revisited.memoryleaks.StackTest用于执行栈操作。要进行入栈及出栈10000次操作，理想是入栈时分配堆内存，出栈后对象被回收。

package com.code.revisited.memoryleaks;

/**
 * @author  sureshsajja
 *
 */
public class StackTest {

        /**
        * @param args
        */
        public static void main(String[] args) {
              Stack<Integer> s = new Stack<Integer>(10000);
               for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                     s.push(i);
              }

               while (!s.isEmpty()) {
                     s.pop();
              }
               while (true ) {
                      // do something
              }

       }

}

执行开始。我们使用VisualVM进行观察。为了更明显一些，将栈操作部分代码注释也执行一下。

package com.code.revisited.memoryleaks;

/**
 * @author  sureshsajja
 *
 */
public class StackTest {

        /**
        * @param args
        */
        public static void main(String[] args) {
//            Stack<Integer> s = new Stack<Integer>(10000);
//            for ( int i = 0; i < 10000; i++) {
//                   s.push(i);
//            }
//
//            while (!s.isEmpty()) {
//                   s.pop();
//            }
               while (true ) {
                      // do something
              }

       }

}

把栈操作的设为1号，没有栈操作的设置为2号，分别生成Heap Dump文件，我们看一下类实例的截图：

首先是1号截图

首先是2号截图

显然预期的栈操作出栈后并没有释放掉Integer对象的引用（实际上看代码也知道），所以不会被GC回收。真正的实际情况这种引用将会很隐蔽，但是根本总是由于对象仍然被引用。

四、结语

本篇仅对java堆内存泄漏进行了简单说明，下一篇将讨论其他相关的内存泄漏。有不对的地方欢迎拍砖>_<