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

任何时候,只要您保留对不再需要的对象的引用,就会出现内存泄漏。请参阅处理Java程序中的内存泄漏,以了解内存泄漏如何在Java中表现出来以及您可以如何处理它。

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。

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。

创建一个静态映射并不断添加硬引用。这些永远不会被垃圾收集。

public class Leaker {
    private static final Map<String, Object> CACHE = new HashMap<String, Object>();

    // Keep adding until failure.
    public static void addToCache(String key, Object value) { Leaker.CACHE.put(key, value); }
}

面试官可能在寻找一个循环引用,比如下面的代码(顺便说一下,这只会在使用引用计数的非常旧的JVM中泄漏内存,而现在情况已经不是这样了)。但这是一个非常模糊的问题,因此这是展示您对JVM内存管理理解的绝佳机会。

class A {
    B bRef;
}

class B {
    A aRef;
}

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        A myA = new A();
        B myB = new B();
        myA.bRef = myB;
        myB.aRef = myA;
        myA=null;
        myB=null;
        /* at this point, there is no access to the myA and myB objects, */
        /* even though both objects still have active references. */
    } /* main */
}

然后您可以解释,使用引用计数,上面的代码会泄漏内存。但大多数现代JVM不再使用引用计数。大多数都使用一个清理垃圾收集器,它实际上会收集这些内存。

接下来,您可能会解释创建一个具有底层本机资源的Object,如下所示:

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("google.com"),80);
        s=null;
        /* at this point, because you didn't close the socket properly, */
        /* you have a leak of a native descriptor, which uses memory. */
    }
}

然后您可以解释这在技术上是内存泄漏,但实际上泄漏是由JVM中的本机代码分配底层本机资源造成的,而Java代码没有释放这些资源。

最后,对于现代JVM,您需要编写一些Java代码来分配JVM感知范围之外的本地资源。

GUI代码中的一个常见示例是创建小部件/组件并向某个静态/应用程序范围的对象添加侦听器,然后在小部件被破坏时不删除侦听器。不仅会出现内存泄漏,而且性能也会受到影响,因为无论你听什么都会引发事件,所有的老听众都会被调用。