Java的内存泄漏

　　Java的一个重要优点是通过垃圾收集器(Garbage Collection，GC)程序员不需要通过调用函数来自动管理内存的回收。因此，许多程序员认为Java没有内存泄漏，或者即使有内存泄漏，也不是程序的责任，而是GC或JVM。其实这个想法是不正确的，因为Java也有内存泄漏，但是它的表现和C++不一样。问题的提出

　　Java的一个重要优点是通过垃圾收集器(Garbage Collection，GC)程序员不需要通过调用函数来自动管理内存的回收。因此，许多程序员认为Java没有内存泄漏，或者即使有内存泄漏，也不是程序的责任，而是GC或JVM。其实这个想法是不正确的，因为Java也有内存泄漏，但是它的表现和C++不一样。

　　Java技术应用于越来越多的服务器程序，如JSP，Servlet， EJB等，服务器程序通常运行很长时间。此外，在许多嵌入式系统中，内存总量非常有限。内存泄漏问题变得非常关键，即使每次运行少量泄漏，系统也面临着长期运行后崩溃的风险。 Java是如何管理内存的

　　要判断Java是否有内存泄漏，首先要了解Java是如何管理内存的。Java的内存管理是对象的分配和释放。在Java中，程序员需要通过关键字new为每个对象申请内存空间 (基本类型除外)，所有对象都在堆叠 (Heap)中间分配空间。此外，对象的释放是由GC决定和执行的。在Java中，内存的分配是由程序完成的，而内存的释放是由GC完成的。这种收支方法确实简化了程序员的工作。但与此同时，它也加重了JVM的工作。这也是Java程序运行速度慢的原因之一。为了正确释放对象，GC必须监控每个对象的运行状态，包括对象的申请、引用、引用、赋值等。

　　监控对象的状态是为了更准确、更及时地释放对象，释放对象的基本原则是对象不再被引用。

　　为了更好地理解GC的工作原理，我们可以将对象考虑为有向图的顶点，引用关系考虑为图的有向边，有向边从引用者指向被引对象。此外，每个线程对象都可以作为图片的起始顶点。例如，大多数程序都是从main过程中执行的，因此图片是从main过程的顶点开始的一棵树。在这个有向图中，根顶点的对象是有效的对象，GC不会回收这些对象。假如某个对象 (连通子图)和这个根的顶点是无法达到的(注意，这个图是有向图)，所以我们认为这个(这些)对象不再被引用，可以被GC回收。

　　下面，让我们举一个例子来解释如何使用图表来表示内存管理。对于程序的每一刻，我们都有一个图表来表示JVM的内存分配。以下右图是左程序运行到第六行的示意图。

　　Java采用向图管理内存，可以消除引用循环的问题。例如，如果有三个对象相互引用，GC也可以回收它们，只要它们无法达到根的过程。这种方法的优点是内存管理精度高，但效率低。另一种常用的内存管理技术是使用计数器。例如，COM模型使用计数器来管理组件。与有向图相比，它的精度较低(循环引用问题难以处理)，但执行效率很高。 Java中的内存泄漏是什么?

　　下面，我们可以描述什么是内存泄漏。在Java中，内存泄漏是指有一些被分配的对象，具有以下两个特征。首先，这些对象是可访问的，也就是说，在有向图中，有一个通道可以与之连接;其次，这些对象是无用的，也就是说，程序将来不会再使用这些对象。如果对象满足这两个条件，可以判断为Java中的内存泄漏，不会被GC回收，但会占用内存。

　　在C++中，内存泄漏的范围更大。有些对象被分配到内存空间，但无法到达。由于C++中没有GC，这些内存将永远无法收回。在Java中，GC负责回收这些无法到达的对象，因此程序员不需要考虑这部分内存泄漏。

　　通过分析，我们了解到程序员需要管理C++的边缘和顶点，而Java程序员只需要管理边缘(不需要管理顶点的释放)。这样，Java就提高了编程的效率。

　　因此，通过以上分析，我们知道Java中也有内存泄漏，但范围小于C++。因为Java保证任何对象都可以在语言上到达，所有未到达的对象都由GC管理。

　　GC对程序员来说基本上是透明的，看不见的。虽然只有几个函数可以访问GC，比如运行GC的System.gc()，但根据Java语言规范， 这个函数不能保证JVM的垃圾收集器会执行。因为不同的JVM实现者可以使用不同的算法来管理GC。通常，GC的线程优先级较低。JVM调用GC的策略有很多。有的在内存使用达到一定程度后才开始工作，有的定期执行，有的平时执行，有的中断执行。但一般来说，我们不需要关心这些。除非GC的执行在某些情况下影响应用程序的性能，如基于Web的实时系统，如在线游戏，用户不希望GC突然中断应用程序执行和垃圾回收，所以我们需要调整GC的参数，使GC能够以温和的方式释放内存，如将垃圾回收分解为一系列小步骤，Sun提供的HotSpot JVM支持这一特性。

　　以下是内存泄漏的简单例子。在这个例子中，我们循环申请Object对象，并将申请对象放入Vector中。如果我们只释放引用本身，Vector仍然引用该对象，因此该对象对GC是不可回收的。因此，如果对象添加到Vector中，则必须从Vector中删除，最简单的方法是将Vector对象设置为null。

　　Vector v=new Vector(10);for (int i=1;i<100; i++){Object o=new Object();v.add(o);o=null;}

　　///此时，由于变量v引用这些对象，所有Object对象都没有释放。 如何检测内存泄漏?

　　最后一个重要的问题是如何检测Java的内存泄漏。目前，我们通常使用一些工具来检查Java程序的内存泄漏。市场上有几种专业检查Java内存泄漏的工具。它们的基本工作原理是相似的。它们是通过监控Java程序运行过程中所有对象的申请和释放来统计、分析和可视化内存管理的所有信息。开发人员将根据这些信息判断程序是否存在内存泄漏问题。这些工具包括Optimizeitie Profiler，JProbe Profiler，JinSight , Rational 公司Purify等。

　　接下来，我们将简要介绍Optimizeit的基本功能和工作原理。

　　Optimizeit 4.11版Profiler支持Application，Applet，Servlet和Romote Application四种应用程序，可以支持大多数类型的JVM，包括SUNN JDK系列，IBMJDK系列，JbuilderJVM等。此外，该软件由Java编写，因此它支持多种操作系统。Optimizeit系列包括Thread debuger和Code 两种工具：Coverage，分别用于监控运行时的线程状态和代码覆盖面。

　　当设置所有参数时，我们可以在Optimizeit环境中运行测量程序。在程序运行过程中，Optimizeit可以监控内存的使用曲线(如下图所示)，包括JVM应用程序的堆(heap)实际使用的内存尺寸和内存尺寸。另外，在运行过程中，我们可以随时暂停程序的运行，甚至强行调用GC，让GC回收内存。通过内存使用曲线，我们可以全面了解程序使用内存的情况。对于长期运行的应用程序来说，这种监控是非常必要的，而且很容易发现内存泄漏。

　　Optimizeit还可以从不同的角度观察内存的使用情况，提供了四种方法： 堆视角。 这是一个全面的视角，我们可以了解堆中对象的所有信息(数量和类型)，并进行统计、排序和过滤。了解相关对象的变化。 方法视角。从方法的角度来看，我们可以知道每种对象分布在哪些方法和数量上。 对象视角。给出一个对象，从对象的角度，我们可以显示它的所有引用和引用对象，我们可以理解这个对象的所有引用关系。 引用图。 给定一个根，通过引用图，我们可以从这个顶点显示所有的引用。

　　在运行过程中，我们可以随时观察内存的使用情况。这样，我们就可以很快找到长时间不释放和不再使用的对象。通过检查这些对象的生存周期，我们确认它们是否是内存泄漏。在实践中，找到内存泄漏是一件非常麻烦的事情。它要求程序员清楚整个程序的代码，并有丰富的调试经验，但这个过程对许多关键的Java程序非常重要。

　　综上所述，Java也存在内存泄漏问题，主要是因为有些对象不再被使用，但仍被引用。为了解决这些问题，我们可以通过软件工具检查内存泄漏。检查的主要原理是暴露堆中的所有对象，让程序员找到无用但仍被引用的对象。