我刚刚接受了一次采访,被要求用Java创建内存泄漏。

不用说,我觉得自己很傻,不知道如何开始创作。

什么样的例子?


当前回答

答案完全取决于面试官认为他们在问什么。

在实践中是否可能造成Java泄漏?当然是这样,其他答案中有很多例子。

但有很多元问题可能被问到了?

理论上“完美”的Java实现是否容易泄漏?候选人是否理解理论与现实之间的区别?应聘者是否了解垃圾收集的工作原理?或者垃圾收集在理想情况下应该如何工作?他们知道他们可以通过本地接口调用其他语言吗?他们知道用其他语言泄露内存吗?应聘者是否知道什么是内存管理,以及Java的幕后情况?

我把你的元问题理解为“在这种面试情况下我可以用什么答案”。因此,我将重点关注面试技巧,而不是Java。我相信,你更可能重复在面试中不知道问题答案的情况,而不是你需要知道如何使Java泄漏。所以,希望这会有所帮助。

你可以培养的面试最重要的技能之一是学会积极倾听问题,并与面试官合作以提取他们的意图。这不仅可以让你以他们想要的方式回答他们的问题,还表明你有一些重要的沟通技巧。当要在许多同样有才华的开发人员之间做出选择时,我会雇佣一个在他们每次回应之前都能倾听、思考和理解的人。

其他回答

也许通过JNI使用外部本机代码?

使用纯Java,这几乎是不可能的。

但这是一种“标准”类型的内存泄漏,即您无法再访问内存,但它仍然属于应用程序。相反,您可以保留对未使用对象的引用,或者打开流而不关闭它们。

可能是潜在内存泄漏以及如何避免它的最简单示例之一,是ArrayList.remove(int)的实现:

public E remove(int index) {
    RangeCheck(index);

    modCount++;
    E oldValue = (E) elementData[index];

    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index,
                numMoved);
    elementData[--size] = null; // (!) Let gc do its work

    return oldValue;
}

如果您是自己实现的,您是否想过清除不再使用的数组元素(elementData[-size]=null)?该引用可能会使一个巨大的对象保持活力。。。

面试官可能一直在寻找一个循环参考解决方案:

    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            Element first = new Element();
            first.next = new Element();
            first.next.next = first;
        }
    }

这是引用计数垃圾收集器的典型问题。然后,您可以礼貌地解释JVM使用了一种更复杂的算法,它没有这种限制。

Java中有很多内存泄漏的好例子,我将在这个答案中提到其中两个。

示例1:

以下是《有效Java,第三版》(第7项:消除过时的对象引用)一书中的一个内存泄漏的好例子:

// Can you spot the "memory leak"?
public class Stack {
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
    private Object[] elements;
    private int size = 0;

    public Stack() {
        elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
    }

    public void push(Object e) {
        ensureCapacity();
        elements[size++] = e;
    }

    public Object pop() {
        if (size == 0) throw new EmptyStackException();
        return elements[--size];
    }

    /*** Ensure space for at least one more element, roughly* doubling the capacity each time the array needs to grow.*/
    private void ensureCapacity() {
        if (elements.length == size) elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
    }
}

本书的这一段描述了为什么此实现会导致内存泄漏:

如果堆栈增长然后收缩即使程序使用堆栈没有对它们的更多引用。这是因为堆栈维护对这些对象的过时引用。一个过时的引用只是一个永远不会被取消引用的引用再一次在这种情况下元素数组已过时。活动部分包括索引小于大小的元素

以下是本书解决此内存泄漏的解决方案:

解决这类问题的方法很简单:null out引用一旦过时。在Stack类的情况下,对项目的引用一经弹出就过时从堆栈中删除。pop方法的修正版本如下所示:

public Object pop() {
    if (size == 0) throw new EmptyStackException();
    Object result = elements[--size];
    elements[size] = null; // Eliminate obsolete reference
    return result;
}

但我们如何防止内存泄漏的发生?这是本书中一个很好的警告:

一般来说,每当类管理自己的内存时,程序员应该警惕内存泄漏。每当元素元素中包含的任何对象引用都应该为空。

示例2:

观察者模式也会导致内存泄漏。您可以在以下链接中阅读此模式:观察者模式。

这是观察者模式的一种实现:

class EventSource {
    public interface Observer {
        void update(String event);
    }

    private final List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    private void notifyObservers(String event) {
        observers.forEach(observer -> observer.update(event)); //alternative lambda expression: observers.forEach(Observer::update);
    }

    public void addObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    public void scanSystemIn() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (scanner.hasNextLine()) {
            String line = scanner.nextLine();
            notifyObservers(line);
        }
    }
}

在这个实现中,EventSource(在Observer设计模式中是可观察的)可以保存到Observer对象的链接,但这个链接从未从EventSource的Observer字段中删除。所以垃圾收集器永远不会收集它们。解决这一问题的一个解决方案是向客户提供另一种方法,当他们不再需要这些观察员时,将上述观察员从观察员字段中删除:

public void removeObserver(Observer observer) {
    observers.remove(observer);
}

在Java中,“内存泄漏”主要是因为您使用了太多内存,这与在C中不同,在C中,您不再使用内存,而是忘记返回(释放)内存。当面试官询问Java内存泄漏时,他们询问的是JVM内存使用情况,但似乎一直在增加,他们认为定期重新启动JVM是最好的解决方案(除非面试官非常精通技术)。

所以,回答这个问题,就像他们问JVM内存使用量随时间增长的原因一样。好的答案是在HttpSessions中存储太多数据,超时时间过长,或者内存缓存(singleton)实现不佳,从不刷新旧条目。另一个可能的答案是拥有大量JSP或动态生成的类。类被加载到一个名为PermGen的内存区域,该区域通常很小,大多数JVM不实现类卸载。