本来想用“{{”秀一波,结果却导致了内存溢出!(上)

简介: 本来想用“{{”秀一波,结果却导致了内存溢出!

生活中的尴尬无处不在,有时候你只是想简单的装一把,但某些“老同志”总是在不经意之间,给你无情的一脚,踹得你简直无法呼吸。


但谁让咱年轻呢?吃亏要趁早,前路会更好。


喝了这口温热的鸡汤,咱们来聊聊是怎么回事。


事情是这样的,在一个不大不小的项目中,小王写下了这段代码:


Map<String, String> map = new HashMap() {{
    put("map1", "value1");
    put("map2", "value2");
    put("map3", "value3");
}};
map.forEach((k, v) -> {
    System.out.println("key:" + k + " value:" + v);
});


本来是用它来替代下面这段代码的:


Map<String, String> map = new HashMap();
map.put("map1", "value1");
map.put("map2", "value2");
map.put("map3", "value3");
map.forEach((k, v) -> {
    System.out.println("key:" + k + " value:" + v);
});


两块代码的执行结果也是完全一样的:


key:map3 value:value3

key:map2 value:value2

key:map1 value:value1


所以小王正在得意的把这段代码介绍给部门新来的妹子小甜甜看,却不巧被正在经过的老张也看到了。


老张本来只是想给昨天的枸杞再续上一杯 85° 的热水,但说来也巧,刚好撞到了一次能在小甜甜面前秀技术的一波机会,于是习惯性的整理了一下自己稀疏的秀发,便开启了 diss 模式。


“小王啊,你这个代码问题很大啊!”


“怎么能用双花括号初始化实例呢?”


此时的小王被问的一脸懵逼,内心有无数个草泥马奔腾而过,心想你这头老牛竟然也和我争这颗嫩草,但内心却有一种不祥的预感,感觉自己要输,瞬间羞涩的不知该说啥,只能红着小脸,轻轻的“嗯?”了一声。


老张:“使用双花括号初始化实例是会导致内存溢出的啦!侬不晓得嘛?”


小王沉默了片刻,只是凭借着以往的经验来看,这“老家伙”还是有点东西的,于是敷衍的“哦~”了一声,仿佛自己明白了怎么回事一样,,其实内心仍然迷茫的一匹,为了不让其他同事发现,只得这般作态。


于是片刻的敷衍,待老张离去之后,才悄悄的打开了 Google,默默的搜索了一下。


小王:哦,原来如此......


双花括号初始化分析


首先,我们来看使用双花括号初始化的本质是什么?


以我们这段代码为例:


Map<String, String> map = new HashMap() {{
    put("map1", "value1");
    put("map2", "value2");
    put("map3", "value3");
}};


这段代码其实是创建了匿名内部类,然后再进行初始化代码块


这一点我们可以使用命令 javac 将代码编译成字节码之后发现,我们发现之前的一个类被编译成两个字节码(.class)文件,如下图所示:


image.png


我们使用 Idea 打开 DoubleBracket$1.class 文件发现:


import java.util.HashMap;
class DoubleBracket$1 extends HashMap {
    DoubleBracket$1(DoubleBracket var1) {
        this.this$0 = var1;
        this.put("map1", "value1");
        this.put("map2", "value2");
    }
}


此时我们可以确认,它就是一个匿名内部类。那么问题来了,匿名内部类为什么会导致内存溢出呢?


匿名内部类的“锅”


在 Java 语言中非静态内部类会持有外部类的引用,从而导致 GC 无法回收这部分代码的引用,以至于造成内存溢出。


思考 1:为什么要持有外部类?


这个就要从匿名内部类的设计说起了,在 Java 语言中,非静态匿名内部类的主要作用有两个。


1、当匿名内部类只在外部类(主类)中使用时,匿名内部类可以让外部不知道它的存在,从而减少了代码的维护工作。

2、当匿名内部类持有外部类时,它就可以直接使用外部类中的变量了,这样可以很方便的完成调用,如下代码所示:


public class DoubleBracket {
    private static String userName = "磊哥";
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Map<String, String> map = new HashMap() {{
            put("map1", "value1");
            put("map2", "value2");
            put("map3", "value3");
            put(userName, userName);
        }};
    }
}


从上述代码可以看出在 HashMap 的方法内部,可以直接使用外部类的变量 userName


思考 2:它是怎么持有外部类的?


关于匿名内部类是如何持久外部对象的,我们可以通过查看匿名内部类的字节码得知,我们使用 javap -c DoubleBracket\$1.class 命令进行查看,其中 $1 为以匿名类的字节码,字节码的内容如下;


javap -c DoubleBracket\$1.class
Compiled from "DoubleBracket.java"
class com.example.DoubleBracket$1 extends java.util.HashMap {
  final com.example.DoubleBracket this$0;
  com.example.DoubleBracket$1(com.example.DoubleBracket);
    Code:
       0: aload_0
       1: aload_1
       2: putfield      #1                  // Field this$0:Lcom/example/DoubleBracket;
       5: aload_0
       6: invokespecial #7                  // Method java/util/HashMap."<init>":()V
       9: aload_0
      10: ldc           #13                 // String map1
      12: ldc           #15                 // String value1
      14: invokevirtual #17                 // Method put:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
      17: pop
      18: aload_0
      19: ldc           #21                 // String map2
      21: ldc           #23                 // String value2
      23: invokevirtual #17                 // Method put:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
      26: pop
      27: return
}


其中,关键代码的在 putfield 这一行,此行表示有一个对 DoubleBracket 的引用被存入到 this$0 中,也就是说这个匿名内部类持有了外部类的引用。


如果您觉得以上字节码不够直观,没关系,我们用下面的实际的代码来证明一下:


import java.lang.reflect.Field;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class DoubleBracket {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Map map = new DoubleBracket().createMap();
        // 获取一个类的所有字段
        Field field = map.getClass().getDeclaredField("this$0");
        // 设置允许方法私有的 private 修饰的变量
        field.setAccessible(true);
        System.out.println(field.get(map).getClass());
    }
    public Map createMap() {
        // 双花括号初始化
        Map map = new HashMap() {{
            put("map1", "value1");
            put("map2", "value2");
            put("map3", "value3");
        }};
        return map;
    }
}


当我们开启调试模式时,可以看出 map 中持有了外部对象 DoubleBracket,如下图所示:


image.png


以上代码的执行结果为:


class com.example.DoubleBracket


从以上程序输出结果可以看出:匿名内部类持有了外部类的引用,因此我们才可以使用 $0 正常获取到外部类,并输出相关的类信息



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