2011年計算機等考二級JAVA學習精華整理(45)

　　三 什么是Java中的內存泄露

　　下面，我們就可以描述什么是內存泄漏。在Java中，內存泄漏就是存在一些被分配的對象，這些對象有下面兩個特點，首先，這些對象是可達的，即在有向圖中，存在通路可以與其相連;其次，這些對象是無用的，即程序以后不會再使用這些對象。如果對象滿足這兩個條件，這些對象就可以判定為Java中的內存泄漏，這些對象不會被GC所回收，然而它卻占用內存。

　　在C++中，內存泄漏的范圍更大一些。有些對象被分配了內存空間，然后卻不可達，由于C++中沒有GC，這些內存將永遠收不回來。在Java中，這些不可達的對象都由GC負責回收，因此程序員不需要考慮這部分的內存泄露。

　　通過分析，我們得知，對于C++，程序員需要自己管理邊和頂點，而對于Java程序員只需要管理邊就可以了(不需要管理頂點的釋放)。通過這種方式，Java提高了編程的效率。

　　因此，通過以上分析，我們知道在Java中也有內存泄漏，但范圍比C++要小一些。因為Java從語言上保證，任何對象都是可達的，所有的不可達對象都由GC管理。

　　對于程序員來說，GC基本是透明的，不可見的。雖然，我們只有幾個函數可以訪問GC，例如運行GC的函數System.gc()，但是根據Java語言規(guī)范定義， 該函數不保證JVM的垃圾收集器一定會執(zhí)行。因為，不同的JVM實現者可能使用不同的算法管理GC。通常，GC的線程的優(yōu)先級別較低。JVM調用GC的策略也有很多種，有的是內存使用到達一定程度時，GC才開始工作，也有定時執(zhí)行的，有的是平緩執(zhí)行GC，有的是中斷式執(zhí)行GC。但通常來說，我們不需要關心這些。除非在一些特定的場合，GC的執(zhí)行影響應用程序的性能，例如對于基于Web的實時系統(tǒng)，如網絡游戲等，用戶不希望GC突然中斷應用程序執(zhí)行而進行垃圾回收，那么我們需要調整GC的參數，讓GC能夠通過平緩的方式釋放內存，例如將垃圾回收分解為一系列的小步驟執(zhí)行，Sun提供的HotSpot JVM就支持這一特性。

　　下面給出了一個簡單的內存泄露的例子。在這個例子中，我們循環(huán)申請Object對象，并將所申請的對象放入一個Vector中，如果我們僅僅釋放引用本身，那么Vector仍然引用該對象，所以這個對象對GC來說是不可回收的。因此，如果對象加入到Vector后，還必須從Vector中刪除，最簡單的方法就是將Vector對象設置為null。

　　Vector v=new Vector(10);

　　for (int i=1;i<100; i++)

　　{

　　Object o=new Object();

　　v.add(o);

　　o=null;

　　}

　　//此時，所有的Object對象都沒有被釋放，因為變量v引用這些對象。

　　四 如何檢測內存泄漏

　　最后一個重要的問題，就是如何檢測Java的內存泄漏。目前，我們通常使用一些工具來檢查Java程序的內存泄漏問題。市場上已有幾種專業(yè)檢查Java內存泄漏的工具，它們的基本工作原理大同小異，都是通過監(jiān)測Java程序運行時，所有對象的申請、釋放等動作，將內存管理的所有信息進行統(tǒng)計、分析、可視化。開發(fā)人員將根據這些信息判斷程序是否有內存泄漏問題。這些工具包括Optimizeit Profiler，JProbe Profiler，JinSight , Rational 公司的Purify等。

　　下面，我們將簡單介紹Optimizeit的基本功能和工作原理。

　　Optimizeit Profiler版本4.11支持Application，Applet，Servlet和Romote Application四類應用，并且可以支持大多數類型的JVM，包括SUN JDK系列，IBM的JDK系列，和Jbuilder的JVM等。并且，該軟件是由Java編寫，因此它支持多種操作系統(tǒng)。Optimizeit系列還包括Thread Debugger和Code Coverage兩個工具，分別用于監(jiān)測運行時的線程狀態(tài)和代碼覆蓋面。

　　當設置好所有的參數了，我們就可以在OptimizeIt環(huán)境下運行被測程序，在程序運行過程中，Optimizeit可以監(jiān)視內存的使用曲線(如下圖)，包括JVM申請的堆(heap)的大小，和實際使用的內存大小。另外，在運行過程中，我們可以隨時暫停程序的運行，甚至強行調用GC，讓GC進行內存回收。通過內存使用曲線，我們可以整體了解程序使用內存的情況。這種監(jiān)測對于長期運行的應用程序非常有必要，也很容易發(fā)現內存泄露。

　　在運行過程中，我們還可以從不同視角觀查內存的使用情況，Optimizeit提供了四種方式：

　　堆視角。 這是一個全面的視角，我們可以了解堆中的所有的對象信息(數量和種類)，并進行統(tǒng)計、排序，過濾。了解相關對象的變化情況。

　　方法視角。通過方法視角，我們可以得知每一種類的對象，都分配在哪些方法中，以及它們的數量。

　　對象視角。給定一個對象，通過對象視角，我們可以顯示它的所有出引用和入引用對象，我們可以了解這個對象的所有引用關系。

　　引用圖。 給定一個根，通過引用圖，我們可以顯示從該頂點出發(fā)的所有出引用。

　　在運行過程中，我們可以隨時觀察內存的使用情況，通過這種方式，我們可以很快找到那些長期不被釋放，并且不再使用的對象。我們通過檢查這些對象的生存周期，確認其是否為內存泄露。在實踐當中，尋找內存泄露是一件非常麻煩的事情，它需要程序員對整個程序的代碼比較清楚，并且需要豐富的調試經驗，但是這個過程對于很多關鍵的Java程序都是十分重要的。

　　綜上所述，Java也存在內存泄露問題，其原因主要是一些對象雖然不再被使用，但它們仍然被引用。為了解決這些問題，我們可以通過軟件工具來檢查內存泄露，檢查的主要原理就是暴露出所有堆中的對象，讓程序員尋找那些無用但仍被引用的對象。

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