2011年計算機等考二級JAVA學習精華整理(45)

　　1.9 Java的內存泄漏

　　一 問題的提出

　　Java的一個重要優(yōu)點就是通過垃圾收集器(Garbage Collection，GC)自動管理內存的回收，程序員不需要通過調用函數來釋放內存。因此，很多程序員認為Java不存在內存泄漏問題，或者認為即使有內存泄漏也不是程序的責任，而是GC或JVM的問題。其實，這種想法是不正確的，因為Java也存在內存泄露，但它的表現與C++不同。

　　隨著越來越多的服務器程序采用Java技術，例如JSP，Servlet， EJB等，服務器程序往往長期運行。另外，在很多嵌入式系統中，內存的總量非常有限。內存泄露問題也就變得十分關鍵，即使每次運行少量泄漏，長期運行之后，系統也是面臨崩潰的危險。

　　二 Java是如何管理內存

　　為了判斷Java中是否有內存泄露，我們首先必須了解Java是如何管理內存的。Java的內存管理就是對象的分配和釋放問題。在Java中，程序員需要通過關鍵字new為每個對象申請內存空間 (基本類型除外)，所有的對象都在堆 (Heap)中分配空間。另外，對象的釋放是由GC決定和執(zhí)行的。在Java中，內存的分配是由程序完成的，而內存的釋放是有GC完成的，這種收支兩條線的方法確實簡化了程序員的工作。但同時，它也加重了JVM的工作。這也是Java程序運行速度較慢的原因之一。因為，GC為了能夠正確釋放對象，GC必須監(jiān)控每一個對象的運行狀態(tài)，包括對象的申請、引用、被引用、賦值等，GC都需要進行監(jiān)控。

　　監(jiān)視對象狀態(tài)是為了更加準確地、及時地釋放對象，而釋放對象的根本原則就是該對象不再被引用。

　　為了更好理解GC的工作原理，我們可以將對象考慮為有向圖的頂點，將引用關系考慮為圖的有向邊，有向邊從引用者指向被引對象。另外，每個線程對象可以作為一個圖的起始頂點，例如大多程序從main進程開始執(zhí)行，那么該圖就是以main進程頂點開始的一棵根樹。在這個有向圖中，根頂點可達的對象都是有效對象，GC將不回收這些對象。如果某個對象 (連通子圖)與這個根頂點不可達(注意，該圖為有向圖)，那么我們認為這個(這些)對象不再被引用，可以被GC回收。

　　以下，我們舉一個例子說明如何用有向圖表示內存管理。對于程序的每一個時刻，我們都有一個有向圖表示JVM的內存分配情況。以下右圖，就是左邊程序運行到第6行的示意圖。

　　Java使用有向圖的方式進行內存管理，可以消除引用循環(huán)的問題，例如有三個對象，相互引用，只要它們和根進程不可達的，那么GC也是可以回收它們的。這種方式的優(yōu)點是管理內存的精度很高，但是效率較低。另外一種常用的內存管理技術是使用計數器，例如COM模型采用計數器方式管理構件，它與有向圖相比，精度行低(很難處理循環(huán)引用的問題)，但執(zhí)行效率很高。

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