内存泄漏的情况有很多种。我遇到了一个，它暴露了一个不应该在其他地方暴露和使用的地图。

public class ServiceFactory {

    private Map<String, Service> services;

    private static ServiceFactory singleton;

    private ServiceFactory() {
        services = new HashMap<String, Service>();
    }

    public static synchronized ServiceFactory getDefault() {

        if (singleton == null) {
            singleton = new ServiceFactory();
        }
        return singleton;
    }

    public void addService(String name, Service serv) {
        services.put(name, serv);
    }

    public void removeService(String name) {
        services.remove(name);
    }

    public Service getService(String name, Service serv) {
        return services.get(name);
    }

    // The problematic API, which exposes the map.
    // and user can do quite a lot of thing from this API.
    // for example, create service reference and forget to dispose or set it null
    // in all this is a dangerous API, and should not expose
    public Map<String, Service> getAllServices() {
        return services;
    }

}

// Resource class is a heavy class
class Service {

}

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。

我想就如何使用JVM中可用的工具监视应用程序的内存泄漏提供建议。它没有显示如何生成内存泄漏，但解释了如何使用最少的可用工具检测内存泄漏。

您需要首先监视Java内存消耗。

最简单的方法是使用JVM附带的jstat实用程序：

jstat -gcutil <process_id> <timeout>

它将报告每一代（年轻、老年和老年）的内存消耗和垃圾收集时间（年轻和完整）。

一旦您发现一个完整的垃圾收集执行得太频繁并且花费了太多时间，您就可以假设应用程序正在泄漏内存。

然后需要使用jmap实用程序创建内存转储：

jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin <process_id>

然后需要使用内存分析器（例如Eclipse memory Analyzer（MAT））分析heap.bin文件。

MAT将分析内存并向您提供有关内存泄漏的可疑信息。

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。

什么是内存泄漏：

这是由错误或不良设计引起的。这是在浪费记忆。随着时间的推移，情况会变得更糟。垃圾收集器无法清理它。

典型示例：

对象缓存是一个很好的起点，可以让事情变得一团糟。

private static final Map<String, Info> myCache = new HashMap<>();

public void getInfo(String key)
{
    // uses cache
    Info info = myCache.get(key);
    if (info != null) return info;

    // if it's not in cache, then fetch it from the database
    info = Database.fetch(key);
    if (info == null) return null;

    // and store it in the cache
    myCache.put(key, info);
    return info;
}

您的缓存不断增长。很快整个数据库就被吸进了内存。更好的设计使用LRUMap（仅将最近使用的对象保存在缓存中）。

当然，你可以让事情变得更加复杂：

使用ThreadLocal构造。添加更复杂的参考树。或由第三方库引起的泄漏。

经常发生的情况：

如果此Info对象引用了其他对象，则这些对象也引用了其他的对象。在某种程度上，您也可以认为这是某种内存泄漏（由糟糕的设计导致）。

如果最大堆大小为X.Y1….Yn实例数

因此，总内存=每个实例的实例数X字节。如果X1……Xn是每个实例的字节数，则总内存（M）=Y1*X1++Yn*Xn。因此，如果M>X，它将超过堆空间。

以下可能是代码中的问题

使用更多实例变量，然后使用局部变量。每次都创建实例，而不是共享对象。未按需创建对象。操作完成后使对象引用为空。再次，在程序中需要时重新创建。