Java中内存溢出&内存泄漏

内存溢出

1. 定义及原因
内存溢出是指应用系统中存在无法回收的内存或使用的内存过多,最终使得程序运行要用到的内存大于虚拟机能提供的最大内存。
为了解决Java中内存溢出问题,我们首先必须了解Java是如何管理内存的。Java的内存管理就是对象的分配和释放问题。
在Java中,内存的分配是由程序完成的,而内存的释放是由垃圾收集器(GarbageCollection,GC)完成的,程序员不需要通过调用GC函数来释放内存,因为不同的JVM实现者可能使用不同的算法管理GC,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,有的是中断式执行GC。但GC只能回收无用并且不再被其它对象引用的那些对象所占用的空间。
Java的内存垃圾回收机制是从程序的主要运行对象开始检查引用链,当遍历一遍后发现没有被引用的孤立对象就作为垃圾回收。

引起内存溢出的原因有很多种,常见的有以下几种:

  1. 内存中加载的数据量过于庞大,如一次从数据库取出过多数据;
  2. 集合类中有对对象的引用,使用完后未清空,使得JVM不能回收;
  3. 代码中存在死循环或循环产生过多重复的对象实体;
  4. 使用的第三方软件中的BUG;
  5. 启动参数内存值设定的过小

2. 解决方法
内存溢出虽然很棘手,但也有相应的解决办法,可以按照从易到难,一步步的解决。

第一步,就是修改JVM启动参数,直接增加内存。
这一点看上去似乎很简单,但很容易被忽略。JVM默认可以使用的内存为64M,Tomcat默认可以使用的内存为128MB,对于稍复杂一点的系统就会不够用。在某项目中,就因为启动参数使用的默认值,经常报“OutOfMemory”错误。因此,-Xms,-Xmx参数一定不要忘记加。

第二步,检查错误日志,查看“OutOfMemory”错误前是否有其它异常或错误。
在一个项目中,使用两个数据库连接,其中专用于发送短信的数据库连接使用DBCP连接池管理,用户为不将短信发出,有意将数据库连接用户名改错,使得日志中有许多数据库连接异常的日志,一段时间后,就出现“OutOfMemory”错误。经分析,这是由于DBCP连接池BUG引起的,数据库连接不上后,没有将连接释放,最终使得DBCP报“OutOfMemory”错误。经过修改正确数据库连接参数后,就没有再出现内存溢出的错误。
查看日志对于分析内存溢出是非常重要的,通过仔细查看日志,分析内存溢出前做过哪些操作,可以大致定位有问题的模块。

第三步,安排有经验的编程人员对代码进行走查和分析,找出可能发生内存溢出的位置。重点排查以下几点:
 检查代码中是否有死循环或递归调用。
 检查是否有大循环重复产生新对象实体。
 检查对数据库查询中,是否有一次获得全部数据的查询。一般来说,如果一次取十万条记录到内存,就可能引起内存溢出。这个问题比较隐蔽,在上线前,数据库中数据较少,不容易出问题,上线后,数据库中数据多了,一次查询就有可能引起内存溢出。因此对于数据库查询尽量采用分页的方式查询。
 检查List、MAP等集合对象是否有使用完后,未清除的问题。List、MAP等集合对象会始终存有对对象的引用,使得这些对象不能被GC回收。

第四步,使用内存查看工具动态查看内存使用情况。
某个项目上线后,每次系统启动两天后,就会出现内存溢出的错误。这种情况一般是代码中出现了缓慢的内存泄漏,用上面三个步骤解决不了,这就需要使用内存查看工具了。

内存查看工具有许多,比较有名的有:Optimizeit Profiler、JProbeProfiler、JinSight和Java1.5的Jconsole等。它们的基本工作原理大同小异,都是监测Java程序运行时所有对象的申请、释放等动作,将内存管理的所有信息进行统计、分析、可视化。开发人员可以根据这些信息判断程序是否有内存泄漏问题。
一般来说,一个正常的系统在其启动完成后其内存的占用量是基本稳定的,而不应该是无限制的增长的。持续地观察系统运行时使用的内存的大小,可以看到在内存使用监控窗口中是基本规则的锯齿形的图线,如果内存的大小持续地增长,则说明系统存在内存泄漏问题。通过间隔一段时间取一次内存快照,然后对内存快照中对象的使用与引用等信息进行比对与分析,可以找出是哪个类的对象在泄漏。

通过以上四个步骤的分析与处理,基本能处理内存溢出的问题。当然,在这些过程中也需要相当的经验与敏感度,需要在实际的开发与调试过程中不断积累。

3. 优化代码
内存容易溢出可以说是因为在程序中有内存泄漏(memory leak)的问题,容易引起内存溢出的直接原因可以归结为代码质量问题,在内存中存在大量的对象,垃圾回收器不能回收,随着程序的不断运行,程序会创造更多的对象,这些对象之间存在一定的内联关系,所以不容易造成被java垃圾回收器回收。

解决的办法:
第一对所有的代码包括页面中的java代码都进行一遍彻底的回顾检查,
1.对那些静态(static)的对象要特别留神,特别是类型为Map,List,Set的,静态的变量会一直驻存在内存中,生命周期比较长,不会被垃圾器回收。

2.对于代码,要审查是否生成了大量的冗余的对象,还有一些逻辑业务处理的类,
算法是否过于复杂,调整算法,对于代码认真审查,再仔细重构一遍代码,能提高代码质量,提高程序运行稳定性。

3.Java中的内存溢出大都是因为栈中的变量太多了。其实内存有的是。建议不用的尽量设成null以便回收,多用局部变量,少用成员变量。
1)变量所包含的对象体积较大,占用内存较多。
2)变量所包含的对象生命周期较长。
3)变量所包含的对象数据稳定。
4)该类的对象实例有对该变量所包含的对象的共享需求。

4.在我的程序中对静态变量的优化后,使程序占用内存量至少提升了5k-10k。所以也不容忽视。

第二还有就是String类相关的东西:
1.字符串累加的时候一定要用StringBuffer的append方法,不要使用+操作符连接两个字符串。差别很大。而且在循环或某些重复执行的动作中不要去创建String对象,因为String对象是要用StringBuffer对象来处理的,一个String对象应该是产生了 3个对象(大概是这样:))。

2.字符串length()方法来取得字符串长度的时候不要把length放到循环中,可以在循环外面对其取值。(包括vector的size方法)。特别是循环次数多的时候,尽量把length放到循环外面。

1int size = xmlVector.size(); 2for (int i = 2; i < size; i++) { 3。。。 4 } 5 3 写代码的时候处理内存溢出 6 try{ 7 //do sth 8 .... 9 }catch (outofmemoryerror e){//可以用一个共通函数来执行. 10 system.out.print (“no memory!); 11 system.gc(); 12 //do sth again 13 .... 14 } 15 16

4.对于频繁申请内存和释放内存的操作,还是自己控制一下比较好,但是System.gc()的方法不一定适用,最好使用finallize强制执行或者写自己的finallize方法。
Java 中并不保证每次调用该方法就一定能够启动垃圾收集,它只不过会向JVM发出这样一个申请,到底是否真正执行垃圾收集,一切都是个未知数。

内存泄露
1. 定义及原因
内存泄漏(memory leak),在大型的、复杂的应用程序中,内存泄漏是常见的问题。当以前分配的一片内存不再需要使用或无法访问时,但是却并没有释放它,那么对于该进程来说,会因此导致总可用内存的减少,这时就出现了内存泄漏。尽管优秀的编程实践可以确保最少的泄漏,但是根据经验,当使用大量的函数对相同的内存块进行处理时,很可能会出现内存泄漏。尤其是在碰到错误路径的情况下更是如此。

一般我们常说的内存泄漏是指堆内存的泄漏。堆内存是指程序从堆中分配的,大小任意的(内存块的大小可以在程序运行期决定),使用完后必须显式释放的内存。应用程序一般使用malloc,realloc,new等函数从堆中分配到一块内存,使用完后,程序必须负责相应的调用free或delete释放该内存块,否则,这块内存就不能被再次使用,我们就说这块内存泄漏了。
总结:内存泄露就是堆内存分配的对象空间,没有被GC正常回收,导致内存释放不了,最终会导致内存不足,溢出

Java内存泄漏引起的原因:
内存泄漏是指无用对象(不再使用的对象)持续占有内存或无用对象的内存得不到及时释放,从而造成内存空间的浪费称为内存泄漏。
长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用就很可能发生内存泄漏,尽管短生命周期对象已经不再需要,但是因为长生命周期持有它的引用而导致不能被回收,这就是Java中内存泄漏的发生场景。

造成内存泄漏的几种情况:
1、静态集合类引起内存泄漏
像HashMap、Vector等的使用最容易出现内存泄露,这些静态变量的生命周期和应用程序一致,他们所引用的所有的对象Object也不能被释放,因为他们也将一直被Vector等引用着。

2、当集合里面的对象属性被修改后,再调用remove()方法时不起作用

3、监听器
在释放对象的时候却没有去删除这些监听器,增加了内存泄漏的机会。

4、各种连接
比如数据库连接(dataSourse.getConnection()),网络连接(socket)和io连接,除非其显式的调用了其close()方法将其连接关闭,否则是不会自动被GC 回收的。

5、内部类和外部模块的引用
内部类的引用是比较容易遗忘的一种,而且一旦没释放可能导致一系列的后继类对象没有释放。此外程序员还要小心外部模块不经意的引用,例如程序员A 负责A 模块,调用了B 模块的一个方法如: public void registerMsg(Object b); 这种调用就要非常小心了,传入了一个对象,很可能模块B就保持了对该对象的引用,这时候就需要注意模块B 是否提供相应的操作去除引用。

6、单例模式
不正确使用单例模式是引起内存泄漏的一个常见问题,单例对象在初始化后将在JVM的整个生命周期中存在(以静态变量的方式),如果单例对象持有外部的引用,那么这个对象将不能被JVM正常回收,导致内存泄漏。

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