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一、Java内存回收机制
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不论哪种语言的内存分配方式，都需要返回所分配内存的真实地址，也就是返回一个指针到内存块的首地址。Java中对象是采用new或者反射的方法创建的，这些对象的创建都是在堆（Heap）中分配的，所有对象的回收都是由Java虚拟机通过垃圾回收机制完成的。GC为了能够正确释放对象，会监控每个对象的运行状况，对他们的申请、引用、被引用、赋值等状况进行监控，Java会使用有向图的方法进行管理内存，实时监控对象是否可以达到，如果不可到达，则就将其回收，这样也可以消除引用循环的问题。在Java语言中，判断一个内存空间是否符合垃圾收集标准有两个：一个是给对象赋予了空值null，以下再没有调用过，另一个是给对象赋予了新值，这样重新分配了内存空间。
二、Java内存泄露引起原因
首先，什么是内存泄露？经常听人谈起内存泄露，但要问什么是内存泄露，没几个说得清楚。内存泄露是指无用对象（不再使用的对象）持续占有内存或无用对象的内存得不到及时释放，从而造成的内存空间的浪费称为内存泄露。内存泄露有时不严重且不易察觉，这样开发者就不知道存在内存泄露，但有时也会很严重，会提示你Out of memory。
那么，Java内存泄露根本原因是什么呢？长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用就很可能发生内存泄露，尽管短生命周期对象已经不再需要，但是因为长生命周期对象持有它的引用而导致不能被回收，这就是java中内存泄露的发生场景。具体主要有如下几大类：
1、静态集合类引起内存泄露：
像HashMap、Vector等的使用最容易出现内存泄露，这些静态变量的生命周期和应用程序一致，他们所引用的所有的对象Object也不能被释放，因为他们也将一直被Vector等引用着。
例:
Static Vector v = new Vector(10);
for (int i = 1; i100; i++)
{
Object o = new Object();
v.add(o);
o = null;
}//
在这个例子中，循环申请Object 对象，并将所申请的对象放入一个Vector 中，如果仅仅释放引用本身（o=null），那么Vector 仍然引用该对象，所以这个对象对GC 来说是不可回收的。因此，如果对象加入到Vector 后，还必须从Vector 中删除，最简单的方法就是将Vector对象设置为null。
2、当集合里面的对象属性被修改后，再调用remove（）方法时不起作用。
例：
public static void main(String[] args)
{
SetPerson set = new HashSetPerson();
Person p1 = new Person("唐僧","pwd1",25);
Person p2 = new Person("孙悟空","pwd2",26);
Person p3 = new Person("猪八戒","pwd3",27);
set.add(p1);
set.add(p2);
set.add(p3);
System.out.println("总共有:"+set.size()+" 个元素!"); //结果：总共有:3 个元素!
p3.setAge(2); //修改p3的年龄,此时p3元素对应的hashcode值发生改变
set.remove(p3); //此时remove不掉，造成内存泄漏
set.add(p3); //重新添加，居然添加成功
System.out.println("总共有:"+set.size()+" 个元素!"); //结果：总共有:4 个元素!
for (Person person : set)
{
System.out.println(person);
}
}
3、监听器
在java 编程中，我们都需要和监听器打交道，通常一个应用当中会用到很多监听器，我们会调用一个控件的诸如addXXXListener()等方法来增加监听器，但往往在释放对象的时候却没有记住去删除这些监听器，从而增加了内存泄漏的机会。
4、各种连接
比如数据库连接（dataSourse.getConnection()），网络连接(socket)和io连接，除非其显式的调用了其close（）方法将其连接关闭，否则是不会自动被GC 回收的。对于Resultset 和Statement 对象可以不进行显式回收，但Connection 一定要显式回收，因为Connection 在任何时候都无法自动回收，而Connection一旦回收，Resultset 和Statement 对象就会立即为NULL。但是如果使用连接池，情况就不一样了，除了要显式地关闭连接，还必须显式地关闭Resultset Statement 对象（关闭其中一个，另外一个也会关闭），否则就会造成大量的Statement 对象无法释放，从而引起内存泄漏。这种情况下一般都会在try里面去的连接，在finally里面释放连接。
5、内部类和外部模块等的引用
内部类的引用是比较容易遗忘的一种，而且一旦没释放可能导致一系列的后继类对象没有释放。此外程序员还要小心外部模块不经意的引用，例如程序员A 负责A 模块，调用了B 模块的一个方法如：
public void registerMsg(Object b);
这种调用就要非常小心了，传入了一个对象，很可能模块B就保持了对该对象的引用，这时候就需要注意模块B 是否提供相应的操作去除引用。
6、单例模式
不正确使用单例模式是引起内存泄露的一个常见问题，单例对象在被初始化后将在JVM的整个生命周期中存在（以静态变量的方式），如果单例对象持有外部对象的引用，那么这个外部对象将不能被jvm正常回收，导致内存泄露，考虑下面的例子：
class A{
public A(){
B.getInstance().setA(this);
}
....
}
//B类采用单例模式
class B{
private A a;
private static B instance=new B();
public B(){}
public static B getInstance(){
return instance;
}
public void setA(A a){
this.a=a;
}
//getter...
}
显然B采用singleton模式，它持有一个A对象的引用，而这个A类的对象将不能被回收。想象下如果A是个比较复杂的对象或者集合类型会发生什么情况
java中的内存溢出和内存泄漏
内存溢出：
对于整个应用程序来说，JVM内存空间，已经没有多余的空间分配给新的对象。所以就发生内存溢出。
内存泄露：
在应用的整个生命周期内，某个对象一直存在，且对象占用的内存空间越来越大，最终导致JVM内存泄露，
比如：缓存的应用，如果不设置上限的话，缓存的容量可能会一直增长。
静态集合引用，如果该集合存放了无数个对象，随着时间的推移也有可能使容量无限制的增长，最终导致JVM内存泄露。
内存泄露，是应用程序中的某个对象长时间的存活，并且占用空间不断增长，最终导致内存泄露。
是对象分配后，长时间的容量增长。
内存溢出，是针对整个应用程序的所有对象的分配空间不足，会造成内存溢出。
内存泄漏
内存泄漏指由于疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存的情况。内存泄漏并非指内存在物理上的消失，而是应用程序分配某段内存后，由于设
计错误，失去了对该段内存的控制，因而造成了内存的浪费。内存泄漏与许多其他问题有着相似的症状，并且通常情况下只能由那些可以获得程序源代码的程序员才
可以分析出来。然而，有不少人习惯于把任何不需要的内存使用的增加描述为内存泄漏，即使严格意义上来说这是不准确的。
一般我们常说的内存泄漏
是指堆内存的泄漏。堆内存是指程序从堆中分配的，大小任意的（内存块的大小可以在程序运行期决定），使用完后必须显示释放的内存。应用程序一般使用
malloc，realloc，new等函数从堆中分配到一块内存，使用完后，程序必须负责相应的调用free或delete释放该内存块，否则，这块内
存就不能被再次使用，我们就说这块内存泄漏了。
内存泄漏可以分为4类：
1.
常发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码会被多次执行到，每次被执行的时候都会导致一块内存泄漏。
2.
偶发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只有在某些特定环境或操作过程下才会发生。常发性和偶发性是相对的。对于特定的环境，偶发性的也许就变成了常发性的。所以测试环境和测试方法对检测内存泄漏至关重要。
3.
一次性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只会被执行一次，或者由于算法上的缺陷，导致总会有一块仅且一块内存发生泄漏。比如，在类的构造函数中分配内存，在析构函数中却没有释放该内存，所以内存泄漏只会发生一次。
4.
隐式内存泄漏。程序在运行过程中不停的分配内存，但是直到结束的时候才释放内存。严格的说这里并没有发生内存泄漏，因为最终程序释放了所有申请的内存。但
是对于一个服务器程序，需要运行几天，几周甚至几个月，不及时释放内存也可能导致最终耗尽系统的所有内存。所以，我们称这类内存泄漏为隐式内存泄漏。
简单点：
内存泄漏就是忘记释放使用完毕的内存，让下次使用有一定风险。
内存溢出就是一定的内存空间不能装下所有的需要存放的数据，造成内存数据溢出。
主要从以下几部分来说明，关于内存和内存泄露、溢出的概念，区分内存泄露和内存溢出；内存的区域划分，了解GC回收机制；重点关注如何去监控和发现内存问题；此外分析出问题还要如何解决内存问题。
下面就开始本篇的内容：
第一部分 概念
众所周知，java中的内存由java虚拟机自己去管理的，他不像C++需要自己去释放。笼统地
去讲，java的内存分配分为两个部分，一个是数据堆，一个是栈。程序在运行的时候一般分配数据堆，把局部的临时的变量都放进去，生命周期和进程有关系。
但是如果程序员声明了static的变量，就直接在栈中运行的，进程销毁了，不一定会销毁static变量。
另外为了保证java内存不会溢出，java中有垃圾回收机制。
System.gc()即垃圾收集机制是指jvm用于释放那些不再使用的对象所占用的内存。java语言并不要求jvm有gc，也没有规定gc如何工作。垃圾收集的目的在于清除不再使用的对象。gc通过确定对象是否被活动对象引用来确定是否收集该对象。
而其中，内存溢出就是你要求分配的java虚拟机内存超出了系统能给你的，系统不能满足需求，于是产生溢出。
内存泄漏是指你向系统申请分配内存进行使用(new)，可是使用完了以后却不归还(delete)，结果你申请到的那块内存你自己也不能再访
问,该块已分配出来的内存也无法再使用，随着服务器内存的不断消耗，而无法使用的内存越来越多，系统也不能再次将它分配给需要的程序，产生泄露。一直下
去，程序也逐渐无内存使用，就会溢出。
第二部分 原理
JAVA垃圾回收及对内存区划分
在Java虚拟机规范中，提及了如下几种类型的内存空间：
◇ 栈内存（Stack）：每个线程私有的。
◇ 堆内存（Heap）：所有线程公用的。
◇ 方法区（Method Area）：有点像以前常说的“进程代码段”，这里面存放了每个加载类的反射信息、类函数的代码、编译时常量等信息。
◇ 原生方法栈（Native Method Stack）：主要用于JNI中的原生代码，平时很少涉及。
而Java的使用的是堆内存，java堆是一个运行时数据区，类的实例(对象)从中分配空间。Java虚拟机(JVM)的堆中储存着正在运行的应用程序所建立的所有对象，“垃圾回收”也是主要是和堆内存（Heap）有关。
垃圾回收的概念就是JAVA虚拟机（JVM）回收那些不再被引用的对象内存的过程。一般我们认为正在被引用的对象状态为“alive”,而没有
被应用或者取不到引用属性的对象状态为“dead”。垃圾回收是一个释放处于”dead”状态的对象的内存的过程。而垃圾回收的规则和算法被动态的作用于
应用运行当中，自动回收。
JVM的垃圾回收器采用的是一种分代（generational ）回收策略，用较高的频率对年轻的对象(young
generation)进行扫描和回收，这种叫做minor collection，而对老对象(old generation)的检查回收频率要低很多，称为major
collection。这样就不需要每次GC都将内存中所有对象都检查一遍，这种策略有利于实时观察和回收。
（Sun JVM 1.3
有两种最基本的内存收集方式：一种称为copying或scavenge，将所有仍然生存的对象搬到另外一块内存后，整块内存就可回收。这种方法有效率，但需要有一定的空闲内存，拷贝也有开销。这种方法用于minor
collection。另外一种称为mark-compact，将活着的对象标记出来，然后搬迁到一起连成大块的内存，其他内存就可以回收了。这种方法不需要占用额外的空间，但速度相对慢一些。这种方法用于major collection.
）
一些对象被创建出来只是拥有短暂的生命周期，比如 iterators 和本地变量。另外一些对象被创建是拥有很长的生命周期，比如持久化对象等。
垃圾回收器的分代策略是把内存区划分为几个代，然后为每个代分配一到多个内存区块。当其中一个代用完了分配给他的内存后，JVM会在分配的内存区内执行一个局部的GC（也可以叫minor
collection）操作，为了回收处于“dead”状态的对象所占用的内存。局部GC通常要比Full GC快很多。
JVM定义了两个代，年轻代（yong generation）（有时称为“nursery”托儿所）和老年代(old generation)。年轻代包括
“Eden space（伊甸园）”和两个“survivor spaces”。虚拟内存初始化的时候会把所有对象都分配到 Eden
space，并且大部分对象也会在该区域被释放。 当进行 minor GC的时候，VM会把剩下的没有释放的对象从Eden space移动到其中一个survivor
spaces当中。此外，VM也会把那些长期存活在survivor spaces 里的对象移动到 老生代的“tenured” space中。当 tenured
generation 被填满后，就会产生Full GC，Full GC会相对比较慢因为回收的内容包括了所有的 live状态的对象。pemanet
generation这个代包括了所有java虚拟机自身使用的相对比较稳定的数据对象，比如类和对象方法等。
关于代的划分，可以从下图中获得一个概况：
第三部分 总结
内存溢出主要是由于代码编写时对某些方法、类应用不合理，或者没有预估到临时对象会占用很大内存量，或者把过多的数据放入JVM缓存，或者性能
压力大导致消息堆积而占用内存，以至于在性能测试时，生成庞大数量的临时对象，GC时没有做出有效回收甚至根本就不能回收，造成内存空间不足，内存溢出。
如果编码之前，对内存使用量进行预估，对放在内存中的数据进行评估，保证有用的信息尽快释放，无用的信息能够被GC回收，这样在一定程度上是可以避免内存溢出问题的。
一旦知道确实发生了内存泄漏，就需要更专业的工具来查明为什么会发生泄漏。JVM自己是不会告诉您的。这些专业工具从JVM获得内存系统信息的方法基本上有两种：JVMTI和字节码技术(byte code instrumentation)。Java虚拟机工具接口(Java Virtual Machine Tools Interface，JVMTI)及其前身Java虚拟机监视程序接口(Java Virtual Machine Profiling Interface，JVMPI)是外部工具与JVM通信并从JVM收集信息的标准化接口。字节码技术是指使用探测器处理字节码以获得工具所需的信息的技术。
Optimizeit是Borland公司的产品，主要用于协助对软件系统进行代码优化和故障诊断，其中的Optimizeit Profiler主要用于内存泄漏的分析。Profiler的堆视图就是用来观察系统运行使用的内存大小和各个类的实例分配的个数的。
首先，Profiler会进行趋势分析，找出是哪个类的对象在泄漏。系统运行长时间后可以得到四个内存快照。对这四个内存快照进行综合分析，如果每一次快照的内存使用都比上一次有增长，可以认定系统存在内存泄漏，找出在四个快照中实例个数都保持增长的类，这些类可以初步被认定为存在泄漏。通过数据收集和初步分析，可以得出初步结论:系统是否存在内存泄漏和哪些对象存在泄漏(被泄漏)。
接下来，看看有哪些其他的类与泄漏的类的对象相关联。前面已经谈到Java中的内存泄漏就是无用的对象保持，简单地说就是因为编码的错误导致了一条本来不应该存在的引用链的存在(从而导致了被引用的对象无法释放)，因此内存泄漏分析的任务就是找出这条多余的引用链，并找到其形成的原因。查看对象分配到哪里是很有用的。同时只知道它们如何与其他对象相关联(即哪些对象引用了它们)是不够的，关于它们在何处创建的信息也很有用。
最后，进一步研究单个对象，看看它们是如何互相关联的。借助于Profiler工具，应用程序中的代码可以在分配时进行动态添加，以创建堆栈跟踪。也有可以对系统中所有对象分配进行动态的堆栈跟踪。这些堆栈跟踪可以在工具中进行累积和分析。对每个被泄漏的实例对象，必然存在一条从某个牵引对象出发到达该对象的引用链。处于堆栈空间的牵引对象在被从栈中弹出后就失去其牵引的能力，变为非牵引对象。因此，在长时间的运行后，被泄露的对象基本上都是被作为类的静态变量的牵引对象牵引。
总而言之， Java虽然有自动回收管理内存的功能，但内存泄漏也是不容忽视，它往往是破坏系统稳定性的重要因素。
java也是存在内存泄漏的，虽然jvm会自动回收没有引用的对象，但是编码过程中写出不正确的代码一样会出现内存泄漏
比如下面的代码
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
test.thread.start();
test = null;
}
public Thread thread = new Thread(){
public void run() {
while(true){
}
};
};
}
上面的程序中new了一个对象test,并且启动了test的成员是一个线程，并且是死循环，后面把test设为null，现在感觉好像是没有引用了，但是实际上，test对象仍然在内存中，
我们知道内部类是会持有外部类的引用的，这里的thread也相当于一个内部类，所以这里的thread持有test的引用，这就导致gc并不会回收test，这里的test没有占多少内存，
但是在一些大一点的对象（比如android里的activity）被泄漏时对程序影响就比较大了