详解java内存管理机制以及内存泄露的原因

JAVA herman 8938浏览 0评论
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模仿是最好的学习,java就是模仿了c和c++,并超越了她们。java和c++相比重要优点就是通过垃圾收集器(Garbage Collection,GC)自动管理内存的回收,程序员不需要通过调用函数来释放内存。这样的优点也会害了一部分学而不精的人。因为,很多程序员认为Java有垃圾回收机制,因此不存在内存泄漏问题,或者认为即使有内存泄漏也不是程序的责任,而是GC或JVM的问题。其实,这种想法是不正确的,因为Java也存在内存泄露,但它的表现与C++不同。

使用java开发的jsp,servlet等程序众多,成千上万的服务器在运行着java。而且这些程序都是长期运行的,因此内存泄露问题也就变得十分关键,即使每次运行少量泄漏,长期运行之后,系统也是面临崩溃的危险。
Java的内存管理就是对象的分配和释放问题。内存的分配需要通过关键字new为每个对象申请内存空间 (基本类型除外),所有的对象都在堆 (Heap)中分配空间。对象的释放是由GC决定和执行的。这样的设计确实简化了程序员的工作。但同时,它也加重了JVM的工作。这也是Java程序运行速度较慢的原因之一。因为,GC为了能够正确释放对象,GC必须监控每一个对象的运行状态,包括对象的申请、引用、被引用、赋值等,GC都需要进行监控。
监视对象状态是为了更加准确地、及时地释放对象,而释放对象的根本原则就是该对象不再被引用。
下图是java内存管理的示意图:
java内存管理
Java使用有向图的方式进行内存管理,可以消除引用循环的问题,例如有三个对象,相互引用,只要它们和根进程不可达的,那么GC也是可以回收它们的。这种方式的优点是管理内存的精度很高,但是效率较低。另外一种常用的内存管理技术是使用计数器,例如COM模型采用计数器方式管理构件,它与有向图相比,精度行低(很难处理循环引用的问题),但执行效率很高。上图中的Obj2就是可以回收的对象。
java中内存泄露的对象有两个显著的特点。首先,这些对象是可达的,即在有向图中,存在通路可以与其相连;其次,这些对象是无用的,即程序以后不会再使用这些对象。如果对象满足这两个条件,这些对象就可以判定为Java中的内存泄漏,这些对象不会被GC所回收,然而它却占用内存。
下图是c++内存泄露和java内存泄露的区别示意图:
c++内存管理
GC基本是透明的,不可见的。虽然我们可以运行GC的函数System.gc(),但是根据Java语言规范定义,该函数不保证JVM的垃圾收集器一定会执行。因为,不同的JVM实现者可能使用不同的算法管理GC。通常,GC的线程的优先级别较低。JVM调用GC的策略也有很多种,有的是内存使用到达一定程度时,GC才开始工作,也有定时执行的,有的是平缓执行GC,有的是中断式执行GC。
java常见的内存泄露有Vector使用不当:

Vector v=new Vector(10);
for (int i=1;i<100; i++){
    Object o=new Object();
    v.add(o);
    o=null;    
}

JDK1.6中的substring()函数等。
总结:Java也存在内存泄露问题,其原因主要是一些对象虽然不再被使用,但它们仍然被引用。

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