雖然Java程序員不用像C/C++程序員那樣時刻關注內(nèi)存的使用情況，JVM會幫我們處理好這些，但并不是說有了GC就可以高枕無憂，內(nèi)存泄露相關的問題一般在測試的時候很難發(fā)現(xiàn)，一旦上線流量起來可能馬上就是一個詭異的線上故障。

1. 內(nèi)存泄露的定義

如果GC無法回收內(nèi)存中不再使用的對象，則定義為內(nèi)存有泄露

2. 未關閉的資源類

當我們在程序中打開一個新的流或者是新建一個網(wǎng)絡連接的時候，JVM都會為這些資源類分配內(nèi)存做緩存，常見的資源類有網(wǎng)絡連接，數(shù)據(jù)庫連接以及IO流。值得注意的是，如果在業(yè)務處理中異常，則有可能導致程序不能執(zhí)行關閉資源類的代碼，因此最好按照下面的做法處理資源類

public?void?handleResource()?{try?{//?open?connection//?handle?business}?catch?(Throwable?t)?{//?log?stack}?finally?{//?close?connection} }

3. 未正確實現(xiàn)equals()和hashCode()

假如有下面的這個類

public?class?Person?{public?String?name;public?Person(String?name)?{this.name?=?name;} }

并且如果在程序中有下面的操作

@Test public?void?givenMapWhenEqualsAndHashCodeNotOverriddenThenMemoryLeak()?{Map<Person,?Integer>?map?=?new?HashMap<>();for(int?i=0;?i<100;?i++)?{map.put(new?Person("jon"),?1);}Assert.assertFalse(map.size()?==?1); }

可以預見，這個單元測試并不能通過，原因是Person類沒有實現(xiàn)equals方法，因此使用Object的equals方法，直接比較實體對象的地址，所以map.size() == 100

如果我們改寫Person類的代碼如下所示：

public?class?Person?{public?String?name;public?Person(String?name)?{this.name?=?name;}@Overridepublic?boolean?equals(Object?o)?{if?(o?==?this)?return?true;if?(!(o?instanceof?Person))?{return?false;}Person?person?=?(Person)?o;return?person.name.equals(name);}@Overridepublic?int?hashCode()?{int?result?=?17;result?=?31?*?result?+?name.hashCode();return?result;} }

則上文中的單元測試就可以順利通過了，需要注意的是這個場景比較隱蔽，一定要在平時的代碼中注意。

4. 非靜態(tài)內(nèi)部類

要知道，所有的非靜態(tài)類別類都持有外部類的引用，因此某些情況如果引用內(nèi)部類可能延長外部類的生命周期，甚至持續(xù)到進程結束都不能回收外部類的空間，這類內(nèi)存溢出一般在Android程序中比較多，只要MyAsyncTask處于運行狀態(tài)MainActivity的內(nèi)存就釋放不了，很多時候安卓開發(fā)者這樣做只是為了在內(nèi)部類中拿到外部類的屬性，殊不知，此時內(nèi)存已經(jīng)泄露了。

public?class?MainActivity?extends?Activity?{@Overrideprotected?void?onCreate(Bundle?savedInstanceState)?{super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.main);new?MyAsyncTask().execute();}private?class?MyAsyncTask?extends?AsyncTask?{@Overrideprotected?Object?doInBackground(Object[]?params)?{return?doSomeStuff();}private?Object?doSomeStuff()?{//do?something?to?get?resultreturn?new?MyObject();}} }

5. 重寫了finalize()的類

如果運行下面的這個例子，則最終程序會因為OOM的原因崩潰

public?class?Finalizer?{@Overrideprotected?void?finalize()?throws?Throwable?{while?(true)?{Thread.yield();}}public?static?void?main(String?str[])?{while?(true)?{for?(int?i?=?0;?i?<?100000;?i++)?{Finalizer?force?=?new?Finalizer();}}} }

JVM對重寫了finalize()的類的處理稍微不同，首先會針對這個類創(chuàng)建一個java.lang.ref.Finalizer類，并讓java.lang.ref.Finalizer持有這個類的引用，在上文中的例子中，因為Finalizer類的引用被java.lang.ref.Finalizer持有，所以他的實例并不能被Young GC清理，反而會轉入到老年代。在老年代中，JVM GC的時候會發(fā)現(xiàn)Finalizer類只被java.lang.ref.Finalizer引用，因此將其標記為可GC狀態(tài)，并放入到java.lang.ref.Finalizer.ReferenceQueue這個隊列中。等到所有的Finalizer類都加到隊列之后，JVM會起一個后臺線程去清理java.lang.ref.Finalizer.ReferenceQueue中的對象，之后這個后臺線程就專門負責清理java.lang.ref.Finalizer.ReferenceQueue中的對象了。這個設計看起來是沒什么問題的，但其實有個坑，那就是負責清理java.lang.ref.Finalizer.ReferenceQueue的后臺線程優(yōu)先級是比較低的，并且系統(tǒng)沒有提供可以調(diào)節(jié)這個線程優(yōu)先級的接口或者配置。因此當我們在使用使用重寫finalize()方法的對象時，千萬不要瞬間產(chǎn)生大量的對象，要時刻謹記，JVM對此類對象的處理有特殊邏輯。

6. 針對長字符串調(diào)用String.intern()

如果提前在src/test/resources/large.txt中寫入大量字符串，并且在Java 1.6及以下的版本運行下面程序，也將得到一個OOM

@Test public?void?givenLengthString_whenIntern_thenOutOfMemory()throws?IOException,?InterruptedException?{String?str?=?new?Scanner(new?File("src/test/resources/large.txt"),?"UTF-8").useDelimiter("\\A").next();str.intern();System.gc();?Thread.sleep(15000); }

原因是在Java 1.6及以下，字符串常量池是處于JVM的PermGen區(qū)的，并且在程序運行期間不會GC，因此產(chǎn)生了OOM。在Java 1.7以及之后字符串常量池轉移到了HeapSpace此類問題也就無需再關注了

7. ThreadLocal的誤用

ThreadLocal一定要列在Java內(nèi)存泄露的榜首，總能在不知不覺中將內(nèi)存泄露掉，一個常見的例子是：

@Test public?void?testThreadLocalMemoryLeaks()?{ThreadLocal<List<Integer>>?localCache?=?new?ThreadLocal<>();List<Integer>?cacheInstance?=?new?ArrayList<>(10000);localCache.set(cacheInstance);localCache?=?new?ThreadLocal<>(); }

當localCache的值被重置之后cacheInstance被ThreadLocalMap中的value引用，無法被GC，但是其key對ThreadLocal實例的引用是一個弱引用，本來ThreadLocal的實例被localCache和ThreadLocalMap的key同時引用，但是當localCache的引用被重置之后，則ThreadLocal的實例只有ThreadLocalMap的key這樣一個弱引用了，此時這個實例在GC的時候能夠被清理。

img

其實看過ThreadLocal源碼的同學會知道，ThreadLocal本身對于key為null的Entity有自清理的過程，但是這個過程是依賴于后續(xù)對ThreadLocal的繼續(xù)使用，假如上面的這段代碼是處于一個秒殺場景下，會有一個瞬間的流量峰值，這個流量峰值也會將集群的內(nèi)存打到高位(或者運氣不好的話直接將集群內(nèi)存打滿導致故障)，后面由于峰值流量已過，對ThreadLocal的調(diào)用也下降，會使得ThreadLocal的自清理能力下降，造成內(nèi)存泄露。ThreadLocal的自清理實現(xiàn)是錦上添花，千萬不要指望它雪中送碳。

8. 類的靜態(tài)變量

Tomcat對在網(wǎng)絡容器中使用ThreadLocal引起的內(nèi)存泄露做了一個總結，詳見：https://cwiki.apache.org/confluence/display/tomcat/MemoryLeakProtection，這里我們列舉其中的一個例子。

熟悉Tomcat的同學知道，Tomcat中的web應用由webapp classloader這個類加載器的，并且webapp classloader是破壞雙親委派機制實現(xiàn)的，即所有的web應用先由webapp classloader加載，這樣的好處就是可以讓同一個容器中的web應用以及依賴隔離。

下面我們看具體的內(nèi)存泄露的例子：

public?class?MyCounter?{private?int?count?=?0;public?void?increment()?{count++;}public?int?getCount()?{return?count;} }public?class?MyThreadLocal?extends?ThreadLocal<MyCounter>?{ }public?class?LeakingServlet?extends?HttpServlet?{private?static?MyThreadLocal?myThreadLocal?=?new?MyThreadLocal();protected?void?doGet(HttpServletRequest?request,HttpServletResponse?response)?throws?ServletException,?IOException?{MyCounter?counter?=?myThreadLocal.get();if?(counter?==?null)?{counter?=?new?MyCounter();myThreadLocal.set(counter);}response.getWriter().println("The?current?thread?served?this?servlet?"?+?counter.getCount()+?"?times");counter.increment();} }

需要注意這個例子中的兩個非常關鍵的點：

• MyCounter以及MyThreadLocal必須放到web應用的路徑中，保被webapp classloader加載

• ThreadLocal類一定得是ThreadLocal的繼承類，比如例子中的MyThreadLocal，因為ThreadLocal本來被common classloader加載，其生命周期與tomcat容器一致。ThreadLocal的繼承類包括比較常見的NamedThreadLocal，注意不要踩坑。

假如LeakingServlet所在的web應用啟動，MyThreadLocal類也會被webapp classloader加載，如果此時web應用下線，而線程的生命周期未結束(比如為LeakingServlet提供服務的線程是一個線程池中的線程)，那會導致myThreadLocal的實例仍然被這個線程引用，而不能被GC，期初看來這個帶來的問題也不大，因為myThreadLocal所引用的對象占用的內(nèi)存空間不太多，問題在于myThreadLocal間接持有加載web應用的webapp classloader的引用（通過myThreadLocal.getClass().getClassLoader()可以引用到），而加載web應用的webapp classloader有持有它加載的所有類的引用，這就引起了classloader泄露，它泄露的內(nèi)存就非常可觀了。

參考文獻：

https://www.baeldung.com/java-memory-leaks

https://cwiki.apache.org/confluence/display/tomcat/MemoryLeakProtection

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的7种可能会导致内存泄漏的场景！的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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