我最近遇到了由log4j引起的内存泄漏情况。

Log4j有一种称为嵌套诊断上下文（NDC）的机制，它是一种区分不同来源的交织日志输出的工具。NDC工作的粒度是线程，因此它区分不同线程的日志输出。

为了存储线程特定的标记，log4j的NDC类使用一个Hashtable，该Hashtable由thread对象本身（而不是线程id）键控，因此直到NDC标记保留在内存中，挂在线程对象上的所有对象也保留在内存。在我们的web应用程序中，我们使用NDC标记带有请求id的登录，以将日志与单个请求区分开来。将NDC标记与线程关联的容器在返回请求响应时也会将其删除。在处理请求的过程中，产生了一个子线程，类似于以下代码：

pubclic class RequestProcessor {
    private static final Logger logger = Logger.getLogger(RequestProcessor.class);
    public void doSomething()  {
        ....
        final List<String> hugeList = new ArrayList<String>(10000);
        new Thread() {
           public void run() {
               logger.info("Child thread spawned")
               for(String s:hugeList) {
                   ....
               }
           }
        }.start();
    }
}    

因此，NDC上下文与派生的内联线程相关联。这个NDC上下文的关键线程对象是一个内联线程，它挂着hugeList对象。因此，即使线程完成了它正在做的事情，对hugeList的引用也会被NDC上下文Hastable保持活动状态，从而导致内存泄漏。

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。

如果您不了解JDBC，下面是一个毫无意义的示例。或者至少是JDBC希望开发人员在丢弃Connection、Statement和ResultSet实例或丢失对它们的引用之前关闭它们，而不是依赖于实现finalize方法。

void doWork() {
    try {
        Connection conn = ConnectionFactory.getConnection();
        PreparedStatement stmt = conn.preparedStatement("some query");
        // executes a valid query
        ResultSet rs = stmt.executeQuery();
        while(rs.hasNext()) {
            // ... process the result set
        }
    } catch(SQLException sqlEx) {
        log(sqlEx);
    }
}

上面的问题是Connection对象没有关闭，因此物理Connection将保持打开状态，直到垃圾回收器返回并发现它不可访问为止。GC将调用finalize方法，但有些JDBC驱动程序没有实现finalize，至少与Connection.close的实现方式不同。由此产生的行为是，尽管JVM将由于收集不可访问的对象而回收内存，但与Connection对象关联的资源（包括内存）可能不会被回收。

因此，Connection的最终方法并不能清除所有内容。人们可能会发现，到数据库服务器的物理连接将持续几个垃圾收集周期，直到数据库服务器最终发现该连接不活动（如果存在），应该关闭。

即使JDBC驱动程序实现了finalize，编译器也可以在finalize期间抛出异常。由此产生的行为是，与现在“休眠”对象关联的任何内存都不会被编译器回收，因为finalize保证只被调用一次。

上述在对象完成过程中遇到异常的场景与另一种可能导致内存泄漏的场景有关——对象复活。对象复活通常是通过创建一个从另一个对象最终确定的对象的强引用来实现的。当对象复活被误用时，它将与其他内存泄漏源一起导致内存泄漏。

还有很多例子你可以想象出来

管理列表实例，其中您只添加到列表中，而不从列表中删除（尽管您应该删除不再需要的元素），或者打开套接字或文件，但不再需要时不关闭它们（类似于上面涉及Connection类的示例）。在关闭Java EE应用程序时不卸载Singleton。加载单例类的Classloader将保留对该类的引用，因此JVM永远不会收集单例实例。当部署应用程序的新实例时，通常会创建一个新的类加载器，而由于单例，前一个类加载器将继续存在。

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。。。

这里的大多数例子都“过于复杂”。它们是边缘案例。在这些例子中，程序员犯了一个错误（比如不要重新定义equals/hashcode），或者被JVM/JAVA的一个极端情况（用静态加载类…）所咬。我认为这不是面试官想要的例子，甚至不是最常见的例子。

但内存泄漏的情况确实更简单。垃圾收集器只释放不再引用的内容。我们作为Java开发人员并不关心内存。我们在需要时分配它，并让它自动释放。好的

但任何长寿命的应用程序都倾向于共享状态。它可以是任何东西，静态的，单态的。。。通常，非平凡的应用程序倾向于生成复杂的对象图。只是忘记将引用设置为null，或者更经常地忘记从集合中删除一个对象，就足以造成内存泄漏。

当然，如果处理不当，所有类型的侦听器（如UI侦听器）、缓存或任何长期共享状态都会产生内存泄漏。应该理解的是，这不是Java角落的情况，也不是垃圾收集器的问题。这是一个设计问题。我们设计为向长寿命对象添加侦听器，但在不再需要时不删除侦听器。我们缓存对象，但我们没有从缓存中删除它们的策略。

我们可能有一个复杂的图来存储计算所需的先前状态。但前一状态本身与前一状态相关联，依此类推。

就像我们必须关闭SQL连接或文件一样。我们需要设置对null的正确引用，并从集合中删除元素。我们应该有适当的缓存策略（最大内存大小、元素数量或计时器）。所有允许通知侦听器的对象必须同时提供addListener和removeListener方法。当这些通知器不再使用时，它们必须清除侦听器列表。

内存泄漏确实是可能的，而且完全可以预测。无需特殊的语言功能或角盒。内存泄漏要么是某些东西可能丢失的指示，甚至是设计问题。

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。