Java内存泄漏概念、造成原因及检测方式(全)

简介: 本身java有垃圾回收器GC,可以内存管理,但为什么还会造成内存泄漏(内存泄漏不等于内存溢出),内存泄漏在项目实战或者企业项目是不被允许,甚至在企业面试中也是常考的题型。

前言

本身java有垃圾回收器GC,可以内存管理,但为什么还会造成内存泄漏(内存泄漏不等于内存溢出),内存泄漏在项目实战或者企业项目是不被允许,甚至在企业面试中也是常考的题型

1. 概念

了解什么是内存泄漏,需要知道具体的定义、检测以及解决方式

内存泄漏:对系统申请内存使用,将其内存分配给对象使用,但内存空间使用完毕后未释放,一直占用内存空间。(长期的堆积,内存迟早被耗尽,所以今早的解决内存泄漏无疑是好事)

本身内存泄漏就是缺点,没有所谓的优点
缺点如下

  • 造成OOM
  • 性能整体下降导致一系列错误

(系统分配额外内存影响整体系统的运行情况)

  • 程序运行延迟卡顿或者直接奔溃

(可用内存少,频繁GC,频率高了,用户会感受到卡顿)

2. 原因

以下的方式会造成内存泄漏的风险,所以谨慎使用

2.1 大量使用static静态变量

回顾下static的知识点:java零基础从入门到精通(全)

  • 实例变量是对象级别的,每个对象的实例变量值可能不同,所以实例变量必须先创建对象,通过“引用”去访问,而静态变量访问时不需要创建对象,直接通过“类名”访问。实例变量存储在堆内存当中,静态变量存储在方法区当中。实例变量在构造方法执行过程中初始化,静态变量在类加载时初始化
  • 当一个类的所有对象的某个“属性值”不会随着对象的改变而变化的时候,建议将该属性定义为静态属性(或者说把这个变量定义为静态变量),静态变量在类加载的时候初始化,存储在方法区当中,不需要创建对象,直接通过“类名”来访问

类似的伪代码如下:

public class test{
    // 静态变量
    public void method() {
        // 该函数中使用了静态变量
    }
    public static void main(String[] args) {
        // 业务逻辑代码
        
        // 此处调用了method来操作静态变量
        
        // 业务逻辑代码
    }
}

如上就会造成一时的内存泄漏,直到程序运行完毕才会释放
这是因为静态变量的生命周期和主函数保持一致,所以尽量减少使用静态变量

2.2 finalize方法

(补充一下常考的面试题)
这个方法常和final、finally与finalize作比较

  • final是一个关键字。表示最终的。不变的
  • finally也是一个关键字,和try联合使用,使用在异常处理机制中
  • finalize()是Object类中的一个方法。作为方法名出现,finalize是标识符。这个方法是由垃圾回收器GC负责调用的

以下是finalize的整体流程:
在这里插入图片描述
之所以会造成内存泄漏,是因为在垃圾回收的时候,如果重写了finalize方法而且该对象的finalize方法没有被执行过,但是进入队列之后一直没被调用就会一直占用内存空间

2.3 对象引用有误

业务逻辑代码模块中,稍微不注意就可能引发内存泄漏,一句代码也可能引发致命错误

具体如下:

int[] a = new int[5];
int[] b = new int[5];
b = a;

原本GC清除的是引用地址,此处这样调用,b的引用地址就会变成了a,导致b的引用地址就会找不到,GC内存回收的时候就会造成内存泄漏。(尽量避免这种情况的发生)

2.4 资源未被关闭

在使用到jdbc、数据库连接、io连接等,都会进行一个jvm的分配内存
最后代码模块都会进行一个资源的关闭,如果资源未被正常关闭,内存就一直在运行,直到主函数关闭(但是并不是时时刻刻都在连接查询资源)

补充:对应的知识可看我之前的文章:

  1. javaSE从入门到精通的二十万字总结(二)
  2. jdbc从入门到精通(全)
  3. Mysql底层原理详细剖析+常见面试题(全)

2.5 Threadlocal对象赋值null

补充以下ThreadLocal的底层原理以及知识点:
每个线程都有自个独立的ThreadLocalMap对象(Entry对象)
如果当前线程对应的ThreadLocalMap对象为空,则为其创建key以及value(key为ThreadLocal对象,value为缓存变量值)

Threadlocal<String> stringThreadlocal=new Threadlocal<>();
stringThreadlocal.set("码农研究僧"); 

ThreadLocalMap可以存放多个ThreadLocal对象
每个ThreadLocal对象只能缓存一个变量值

通过ThreadLocal.get()可以获取相对应的key值
ThreadLocalMap 的entry对象为,key为ThreadLocal,value为缓存变量值


主线程调用了ThreadLocal,给予其变量为null(引用断开了,而不是单纯没有引用)。但是当前线程的ThreadLocalMap还是会引用其堆的变量,如果是强引用,gc是不会回收的。
代码如下所示:(该变量不会被gc回收)

ThreadLocal<String>ss =new ThreadLocal<>();
ss.set("码农研究僧");
ss=null

如果修改其变量引用指向,才会被gc回收

ThreadLocalMap删除Entry的对象,才会解决其引用断开,所以才会被gc清理掉
代码如下所示:

ThreadLocal<String>ss =new ThreadLocal<>();
ss.set("码农研究僧");
//ThreadLocalMap与堆内存中的ThreadLocal断开引用
ss.remove();
//ss与堆内存中的ThreadLocal断开引用
ss=null

GCroot引用链就会发现ThreadLocal没有被任何人引用就会被清理掉该对象,避免内存泄漏问题

关于避免ThreadLocal内存泄漏问题
可以通过:

  1. 通过调用remove方法将不要的数据移除避免内存泄漏问题
  2. 每次set设置的时候(内部方法都会判断之前的key是否为null),如果设置了null,则可以避免内存泄漏

2.6 其他

如果在实际应用场景中遇到一些内存泄漏的问题
可在底下评论区留言

3. 检测

3.1 JVM命令

如果不使用工具来检测的话,可通过JVM自带的一些命令参数:

  • jps:当前运行的所有java进程
  • jstat:单个java进程GC情况
  • jmap: 单个java进程中堆内存使用情况
  • jvisualvm:可视化查看堆内存与metaspace占用情况
  • jstack:查看具体某个java进行的线程堆栈情况

也可通过IDEA配置-verbose:gc

3.2 工具

JVM的检测巩固可通过java的VisualVM、YourKit、Netbeans Profiler等

  • JProbe:分析java内存泄漏
  • Jprofiler:主要用于分析J2SE和J2EE的一些应用程序
  • JRockit:诊断java内存泄漏找出根本原因

通过分析内存、对象以及CPU的各个情况
查看堆的最大最小以及使用情况

通过查看堆内存,打印堆的各个使用情况
或者将其Dump文件分析

对应的检测工具跟命令大同小异,都是分析其对应内存是否有泄漏情况

相关文章
|
11月前
|
Java 大数据 Go
从混沌到秩序:Java共享内存模型如何通过显式约束驯服并发?
并发编程旨在混乱中建立秩序。本文对比Java共享内存模型与Golang消息传递模型,剖析显式同步与隐式因果的哲学差异,揭示happens-before等机制如何保障内存可见性与数据一致性,展现两大范式的深层分野。(238字)
419 4
|
11月前
|
存储 缓存 Java
【深入浅出】揭秘Java内存模型(JMM):并发编程的基石
本文深入解析Java内存模型(JMM),揭示synchronized与volatile的底层原理,剖析主内存与工作内存、可见性、有序性等核心概念,助你理解并发编程三大难题及Happens-Before、内存屏障等解决方案,掌握多线程编程基石。
|
11月前
|
Java 编译器 Go
【Java】(5)方法的概念、方法的调用、方法重载、构造方法的创建
Java方法是语句的集合,它们在一起执行一个功能。方法是解决一类问题的步骤的有序组合方法包含于类或对象中方法在程序中被创建,在其他地方被引用方法的优点使程序变得更简短而清晰。有利于程序维护。可以提高程序开发的效率。提高了代码的重用性。方法的名字的第一个单词应以小写字母作为开头,后面的单词则用大写字母开头写,不使用连接符。例如:addPerson。这种就属于驼峰写法下划线可能出现在 JUnit 测试方法名称中用以分隔名称的逻辑组件。
426 4
|
12月前
|
安全 Java 应用服务中间件
Spring Boot + Java 21:内存减少 60%,启动速度提高 30% — 零代码
通过调整三个JVM和Spring Boot配置开关,无需重写代码即可显著优化Java应用性能:内存减少60%,启动速度提升30%。适用于所有在JVM上运行API的生产团队,低成本实现高效能。
1292 3
|
缓存 监控 Kubernetes
Java虚拟机内存溢出(Java Heap Space)问题处理方案
综上所述, 解决Java Heap Space溢出需从多角度综合施策; 包括但不限于配置调整、代码审查与优化以及系统设计层面改进; 同样也不能忽视运行期监控与预警设置之重要性; 及早发现潜在风险点并采取相应补救手段至关重要.
1133 17
|
存储 监控 算法
Java垃圾回收机制(GC)与内存模型
本文主要讲述JVM的内存模型和基本调优机制。
|
存储 缓存 Java
Java数组全解析:一维、多维与内存模型
本文深入解析Java数组的内存布局与操作技巧,涵盖一维及多维数组的声明、初始化、内存模型,以及数组常见陷阱和性能优化。通过图文结合的方式帮助开发者彻底理解数组本质,并提供Arrays工具类的实用方法与面试高频问题解析,助你掌握数组核心知识,避免常见错误。
|
边缘计算 算法 Java
Java 绿色计算与性能优化:从内存管理到能耗降低的全方位优化策略与实践技巧
本文探讨了Java绿色计算与性能优化的技术方案和应用实例。文章从JVM调优(包括垃圾回收器选择、内存管理和并发优化)、代码优化(数据结构选择、对象创建和I/O操作优化)等方面提出优化策略,并结合电商平台、社交平台和智能工厂的实际案例,展示了通过Java新特性提升性能、降低能耗的显著效果。最终指出,综合运用这些优化方法不仅能提高系统性能,还能实现绿色计算目标,为企业节省成本并符合环保要求。
408 0
|
监控 Kubernetes Java
最新技术栈驱动的 Java 绿色计算与性能优化实操指南涵盖内存优化与能效提升实战技巧
本文介绍了基于Java 24+技术栈的绿色计算与性能优化实操指南。主要内容包括:1)JVM调优,如分代ZGC配置和结构化并发优化;2)代码级优化,包括向量API加速数据处理和零拷贝I/O;3)容器化环境优化,如K8s资源匹配和节能模式配置;4)监控分析工具使用。通过实践表明,这些优化能显著提升性能(响应时间降低40-60%)同时降低资源消耗(内存减少30-50%,CPU降低20-40%)和能耗(服务器功耗减少15-35%)。建议采用渐进式优化策略。
714 2
|
SQL 缓存 安全
深度理解 Java 内存模型:从并发基石到实践应用
本文深入解析 Java 内存模型(JMM),涵盖其在并发编程中的核心作用与实践应用。内容包括 JMM 解决的可见性、原子性和有序性问题,线程与内存的交互机制,volatile、synchronized 和 happens-before 等关键机制的使用,以及在单例模式、线程通信等场景中的实战案例。同时,还介绍了常见并发 Bug 的排查与解决方案,帮助开发者写出高效、线程安全的 Java 程序。
683 0