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?
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
这里有一个在纯Java中创建真正的内存泄漏(运行代码无法访问但仍存储在内存中的对象)的好方法:
应用程序创建一个长时间运行的线程(或者使用线程池更快地泄漏)。线程通过(可选的自定义)ClassLoader加载类。该类分配一大块内存(例如新字节[10000000]),在静态字段中存储对它的强引用,然后在ThreadLocal中存储对自身的引用。分配额外的内存是可选的(泄漏类实例就足够了),但这会使泄漏工作得更快。应用程序清除对自定义类或从中加载该类的ClassLoader的所有引用。重复
由于ThreadLocal在Oracle的JDK中的实现方式,这会造成内存泄漏:
每个线程都有一个私有字段threadLocals,它实际上存储线程本地值。此映射中的每个键都是对ThreadLocal对象的弱引用,因此在ThreadLocal对象被垃圾收集后,其条目将从映射中删除。但每个值都是一个强引用,因此当一个值(直接或间接)指向作为其键的ThreadLocal对象时,只要线程存在,该对象既不会被垃圾收集,也不会从映射中删除。
在本例中,强引用链如下所示:
线程对象→ threadLocals映射→ 示例类的实例→ 示例类→ 静态ThreadLocal字段→ ThreadLocal对象。
(ClassLoader在创建泄漏时并没有真正发挥作用,它只是因为这个额外的引用链而使泄漏变得更糟:example类→ 类加载器→ 它加载的所有类。在许多JVM实现中,尤其是在Java7之前,情况更糟,因为类和ClassLoader被直接分配到permagen中,根本不会被垃圾收集。)
这种模式的一个变体是,如果您经常重新部署碰巧使用ThreadLocal的应用程序,而这些应用程序在某种程度上指向自己,那么应用程序容器(如Tomcat)会像筛子一样泄漏内存。这种情况可能有许多微妙的原因,并且通常很难调试和/或修复。
更新:由于很多人一直在要求它,这里有一些示例代码显示了这种行为。
其他回答
在具有自己生命周期的类中随意使用非静态内部类。
在Java中,非静态内部类和匿名类对其外部类具有隐式引用。另一方面,静态内部类则不然。
下面是一个常见的Android内存泄漏示例,但这并不明显:
public class SampleActivity extends Activity {
private final Handler mLeakyHandler = new Handler() { // Non-static inner class, holds the reference to the SampleActivity outer class
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
// ...
}
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// Post a message and delay its execution for a long time.
mLeakyHandler.postDelayed(new Runnable() {//here, the anonymous inner class holds the reference to the SampleActivity class too
@Override
public void run() {
//....
}
}, SOME_TOME_TIME);
// Go back to the previous Activity.
finish();
}}
这将防止活动上下文被垃圾收集。
要做的一件简单的事情是使用带有不正确(或不存在)hashCode()或equals()的HashSet,然后继续添加“重复项”。而不是像应该的那样忽略重复项,集合只会增长,您将无法删除它们。
如果你想让这些坏键/元素到处乱动,你可以使用一个静态字段,比如
class BadKey {
// no hashCode or equals();
public final String key;
public BadKey(String key) { this.key = key; }
}
Map map = System.getProperties();
map.put(new BadKey("key"), "value"); // Memory leak even if your threads die.
您可以通过在类的finalize方法中创建类的新实例来创建移动内存泄漏。如果终结器创建多个实例,则会获得加分。下面是一个简单的程序,它可以在几秒钟到几分钟内泄漏整个堆,具体取决于堆的大小:
class Leakee {
public void check() {
if (depth > 2) {
Leaker.done();
}
}
private int depth;
public Leakee(int d) {
depth = d;
}
protected void finalize() {
new Leakee(depth + 1).check();
new Leakee(depth + 1).check();
}
}
public class Leaker {
private static boolean makeMore = true;
public static void done() {
makeMore = false;
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// make a bunch of them until the garbage collector gets active
while (makeMore) {
new Leakee(0).check();
}
// sit back and watch the finalizers chew through memory
while (true) {
Thread.sleep(1000);
System.out.println("memory=" +
Runtime.getRuntime().freeMemory() + " / " +
Runtime.getRuntime().totalMemory());
}
}
}
下面将有一个不明显的Java泄漏案例,除了被遗忘的侦听器、静态引用、哈希图中的伪/可修改键,或者只是线程被卡住而没有机会结束其生命周期的标准案例之外。
File.deleteOnExit()-总是泄漏字符串,如果字符串是子字符串,则泄漏更严重(底层的char[]也泄漏)-在Java 7中,子字符串也会复制char[],因此后者不适用@丹尼尔,不过不需要投票。
我将集中讨论线程,以展示非托管线程的危险性,甚至不希望触及摆动。
Runtime.addShutdownHook,不删除。。。然后,即使使用removeShutdownHook,由于ThreadGroup类中关于未启动线程的错误,它也可能无法被收集,从而有效地泄漏了ThreadGroup。JGroup在GossipRouter中有漏洞。创建一个线程,但不是启动它,它属于与上面相同的类别。创建线程继承ContextClassLoader和AccessControlContext,加上ThreadGroup和任何InheritedThreadLocal,所有这些引用都是潜在的泄漏,以及类加载器加载的所有类和所有静态引用,以及ja-ja。这种效果在整个j.u.c.Executor框架中尤其明显,该框架具有超简单的ThreadFactory接口,但大多数开发人员对潜在的危险一无所知。此外,许多库确实会根据请求启动线程(太多行业流行的库)。ThreadLocal缓存;这些在很多情况下都是邪恶的。我相信每个人都看到过很多基于ThreadLocal的简单缓存,但坏消息是:如果线程在上下文ClassLoader的生命周期中继续运行超过预期,这是一个非常好的小泄漏。除非确实需要,否则不要使用ThreadLocal缓存。当ThreadGroup本身没有线程,但仍保留子ThreadGroups时,调用ThreadGroup.destroy()。一个严重的泄漏,将阻止ThreadGroup从其父级中删除,但所有子级都无法枚举。使用WeakHashMap和值(in)直接引用键。如果没有堆转储,这很难找到。这适用于可能将硬引用保留回受保护对象的所有扩展弱/软引用。将java.net.URL与HTTP(S)协议一起使用,并从(!)加载资源。这一个是特殊的,KeepAliveCache在系统ThreadGroup中创建了一个新线程,该线程泄漏了当前线程的上下文类加载器。当不存在活动线程时,线程会在第一个请求时创建,因此您可能会幸运,或者只是泄漏。泄漏在Java7中已经修复,创建线程的代码正确地删除了上下文类加载器。创建类似线程的情况很少(如ImageFetcher,也已修复)。使用充气器InputStream在构造函数(例如PNGImageDecoder)中传递新的java.util.zip充气器(),而不调用充气器的end()。好吧,如果你只传递一个新的构造函数,就没有机会。。。是的,如果将其作为构造函数参数手动传递,则对流调用close()不会关闭充气机。这不是真正的泄漏,因为它将由终结器释放。。。当它认为有必要时。直到那一刻,它会严重消耗本地内存,导致Linux oom_killer肆无忌惮地终止进程。主要的问题是,在Java中完成是非常不可靠的,G1使其更糟,直到7.0.2。故事的寓意:尽快释放本土资源;终结器太差了。与java.util.zip.Deflater的情况相同。这一情况更糟,因为Deflater在java中需要内存,即总是使用15位(最大值)和8个内存级别(最大值为9)来分配数百KB的本地内存。幸运的是,Deflater没有被广泛使用,据我所知,JDK没有任何误用。如果手动创建放气器或充气器,请始终调用end()。最后两种方法中最棒的一点是:您无法通过常规的分析工具找到它们。
(我可以根据要求再添加一些我遇到的时间浪费者。)
祝你好运,保持安全;泄漏是邪恶的!
另一种可能造成巨大内存泄漏的方法是保存对TreeMap的Map.Entry<K,V>的引用。
很难理解为什么这只适用于TreeMaps,但通过查看实现,原因可能是:TreeMap.Entry存储了对其同级的引用,因此,如果TreeMaps准备好被收集,但其他类保存了对其Map.Intry的引用,则整个Map将保留在内存中。
现实生活场景:
想象一下,有一个数据库查询返回一个大的TreeMap数据结构。人们通常使用TreeMaps作为元素插入顺序。
public static Map<String, Integer> pseudoQueryDatabase();
如果查询被多次调用,并且对于每个查询(因此,对于返回的每个Map),您在某个地方保存了一个条目,那么内存将不断增长。
考虑以下包装类:
class EntryHolder {
Map.Entry<String, Integer> entry;
EntryHolder(Map.Entry<String, Integer> entry) {
this.entry = entry;
}
}
应用程序:
public class LeakTest {
private final List<EntryHolder> holdersCache = new ArrayList<>();
private static final int MAP_SIZE = 100_000;
public void run() {
// create 500 entries each holding a reference to an Entry of a TreeMap
IntStream.range(0, 500).forEach(value -> {
// create map
final Map<String, Integer> map = pseudoQueryDatabase();
final int index = new Random().nextInt(MAP_SIZE);
// get random entry from map
for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
if (entry.getValue().equals(index)) {
holdersCache.add(new EntryHolder(entry));
break;
}
}
// to observe behavior in visualvm
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
public static Map<String, Integer> pseudoQueryDatabase() {
final Map<String, Integer> map = new TreeMap<>();
IntStream.range(0, MAP_SIZE).forEach(i -> map.put(String.valueOf(i), i));
return map;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
new LeakTest().run();
}
}
在每次pseudoQueryDatabase()调用之后,映射实例应该准备好进行收集,但这不会发生,因为至少有一个Entry存储在其他地方。
根据您的jvm设置,应用程序可能会在早期因OutOfMemoryError而崩溃。
您可以从这个可视化虚拟机图中看到内存是如何保持增长的。
哈希数据结构(HashMap)不会发生同样的情况。
这是使用HashMap时的图形。
解决方案?只需直接保存键/值(您可能已经这样做了),而不是保存Map.Entry。
我在这里写了一个更广泛的基准。