预定的未来会导致内存泄漏吗？

Posted 2023-02-25

【中文标题】预定的未来会导致内存泄漏吗？

【英文标题】：Can a scheduled future cause a memory leak?

【发布时间】：2012-11-12 02:39:21

【问题描述】：

我认为我的 android 动态壁纸存在内存泄漏。每当我旋转屏幕时，收集的内存垃圾量就会增加 50kb 并且不会减少。我认为这可能是由预定的未来引起的，所以我将提供一个场景来看看是否是这种情况。

假设您有一个包含以下成员的类（我们称之为 Foo）。

private ScheduledFuture<?> future;
private final ScheduledExecutorService scheduler = Executors
        .newSingleThreadScheduledExecutor();

private final Runnable runnable = new Runnable() 
    public void run() 
        // Do stuff
    
;

现在你设定了一个预定的未来

future = scheduler.scheduleAtFixedRate(runnable, delay, speed,
                TimeUnit.MILLISECONDS);

future 持有对 runnable 的引用，runnable 持有对父 Foo 对象的引用。我不确定是否是这种情况，但这一事实是否意味着如果程序中没有任何内容包含对 Foo 的引用，那么垃圾收集器仍然无法收集它，因为有一个预定的未来？我不太擅长多线程，所以我不知道我显示的代码是否意味着计划任务的寿命会比对象长，这意味着它最终不会被垃圾收集。

如果这种情况不会导致阻止 Foo 被垃圾收集，我只需要通过一个简单的解释来告诉我。如果它确实阻止了 Foo 被垃圾收集，那么我该如何解决呢？一定要future.cancel(true); future = null;吗？ future = null 部分是不必要的吗？

【参考方案1】：

虽然这个问题很久以前就得到了回答，但在阅读了this 文章后，我想发布新的答案并附上解释。

预定的未来会导致内存泄漏吗？ --- 是的

ScheduledFuture.cancel() 或Future.cancel() 通常不会通知它的Executor 它已被取消，并且它会留在队列中，直到它的执行时间到来。对于简单的 Futures 来说这不是什么大问题，但对于 ScheduledFutures 来说可能是个大问题。它可以在那里停留几秒钟、几分钟、几小时、几天、几周、几年或几乎无限期，具体取决于它所安排的延迟。

这是一个最坏情况的示例。可运行对象及其引用的所有内容都将在队列中保留 Long.MAX_VALUE 毫秒，即使其 Future 已被取消！

public static void main(String[] args) 
    ScheduledThreadPoolExecutor executor 
        = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);

    Runnable task = new Runnable() 
        @Override
        public void run() 
            System.out.println("Hello World!");
        
    ;

    ScheduledFuture future 
        = executor.schedule(task, 
            Long.MAX_VALUE, TimeUnit.MILLISECONDS);

    future.cancel(true);

您可以通过使用Profiler 或调用ScheduledThreadPoolExecutor.shutdownNow() 方法来查看这一点，该方法将返回一个包含一个元素的List（它是被取消的Runnable）。

解决这个问题的方法是要么编写你自己的 Future 实现，要么不时调用purge() 方法。如果是自定义 Executor 工厂解决方案是：

public static ScheduledThreadPoolExecutor createSingleScheduledExecutor() 
    final ScheduledThreadPoolExecutor executor 
        = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);

    Runnable task = new Runnable() 
        @Override
        public void run() 
            executor.purge();
        
    ;

    executor.scheduleWithFixedDelay(task, 30L, 30L, TimeUnit.SECONDS);

    return executor;

【讨论】：

您能否解释一下，在这种情况下会发生什么？这是一个单线程执行器。如果 Runnable 任务是长时间运行的任务（比如说一天）并且延迟和周期与上面相同。任务是否排队？任务队列有上限吗？

【参考方案2】：

future 持有对 runnable 的引用，runnable 持有一个 对父 Foo 对象的引用。我不确定是否是这种情况， 但是这个事实是否意味着如果程序中没有任何内容 引用 Foo，垃圾收集器仍然无法收集它 因为有一个预定的未来？

将Foo 制作成您经常创建的某种临时对象是个坏主意，因为您应该在应用关闭时关闭ScheduledExecutorService scheduler。因此，您应该使 Foo 成为伪单例。

垃圾收集器了解循环，因此一旦您关闭 Foo 的执行程序服务，您很可能不会遇到内存问题。

【参考方案3】：

您的run 方法依赖于封闭的Foo 类，因此不能独立存在。在那种情况下，我看不出你如何让你的Foo gc'ed 并让你的可运行“活着”由执行者运行 或者您的 run 方法是静态的，因为它不依赖于您的 Foo 类的状态，在这种情况下，您可以将其设为静态，这样可以防止您遇到的问题。

您似乎没有处理 Runnable 中的中断。这意味着即使您致电future.cancel(true)，您的 Runnable 也会继续运行，而您认为这可能是导致泄漏的原因。

有几种方法可以使 Runnable “中断友好”。要么你调用一个抛出 InterruptedException 的方法（如Thread.sleep() 或阻塞 IO 方法），当未来被取消时它会抛出一个 InterruptedException。在清理完需要清理的内容并恢复中断状态后，您可以捕获该异常并立即退出 run 方法：

public void run() 
    while(true) 
        try 
            someOperationThatCanBeInterrupted();
         catch (InterruptedException e) 
            cleanup(); //close files, network connections etc.
            Thread.currentThread().interrupt(); //restore interrupted status
        
    
    

如果你不调用任何这样的方法，标准的习惯用法是：

public void run() 
    while(!Thread.currentThread().isInterrupted()) 
        doYourStuff();
    
    cleanup();

在这种情况下，您应该尝试确保定期检查 while 中的条件。

通过这些更改，当您调用 future.cancel(true) 时，将向执行您的 Runnable 的线程发送一个中断信号，该线程将退出正在执行的操作，使您的 Runnable 和您的 Foo 实例有资格进行 GC。

【讨论】：

我的 run 方法确实依赖于封闭的 Foo 类。但是，在我销毁对 Foo 对象的引用之前，我必须做些什么来阻止可运行对象导致内存泄漏。 future.cancel(true) 就足够了吗？我已经这样做了，内存泄漏仍然存在。当然，这可能意味着 runnable 不是泄漏源。

@gsingh2011 你确定future.cancel(true) 会取消你的未来吗？换句话说，你的 runnable 可以被中断吗？当它被中断时它会终止它的工作吗？

因为我不明白“你的 runnable 可以被打断是什么意思”，我假设它不能被打断。我该怎么做？