Java服务内存泄漏常见排查方案

一、前言

        本文主要介绍如何从代码层面去定位内存泄漏的原因。无论是jdk还是open jdk，都使用到了虚拟机，前者使用JVM，后者使用GraalVM，并且它们都有相应的垃圾回收机制。其中，JVM是使用引用计数法和可达性分析算法，来判断对象是否是不再使用的对象，本质都是判断一个对象是否还会被引用。那么对于这种情况下，由于代码的实现不同就会出现很多种内存泄漏问题（让JVM误以为此对象还在引用中，无法回收，造成内存泄漏）。

二、排查方法

      常见的排查或定位方法，主要有以下7种。

1. 静态集合类

   ---

          如HashMap、LinkedList等等。如果这些变量被声明为静态的，那么它们生命周期与程序一致。

2. 各种连接，如数据库连接、网络连接和IO连接

   ---

          在对数据库进行操作的过程中，首先需要建立与数据库的连接，当不再使用时，需要调用close等方法来释放与数据库的连接。只有连接被关闭后，GC才会回收对应的对象。否则，如果对Connection、Statement、ResultSet、HttpURLConnection、BufferedReader、InputStream等等实例或者通道，不显性地关闭，将会造成大量的对象无法被回收，从而引起内存泄漏。

3. 变量不合理的作用域

   ---

          一般而言，一个变量的定义的作用范围大于其使用范围，很有可能会造成内存泄漏。另一方面，如果没有及时地把对象设置为null，很有可能导致内存泄漏的发生。

   1.  
      public class UsingRandom {
   2.  
      private String msg;
   3.  
      public void receiveMsg(){
   4.  
      readFromNet();// 从网络中接受数据保存到msg中
   5.  
      saveDB();// 把msg保存到数据库中
   6.  
      }
   7.  
      }

         如上面这个伪代码，通过readFromNet方法把接受的消息保存在变量msg中，然后调用saveDB方法把msg的内容保存到数据库中，此时msg已经就没用了，由于msg的生命周期与对象的生命周期相同，此时msg还不能回收，因此造成了内存泄漏。
         实际上这个msg变量可以放在receiveMsg方法内部，当方法使用完，那么msg的生命周期也就结束，此时就可以回收了。还有一种方法，在使用完msg后，把msg设置为null，这样垃圾回收器也会回收msg的内存空间。

4. 内部类持有外部类

   ---

          如果一个外部类的实例对象的方法返回了一个内部类的实例对象，这个内部类对象被长期引用了，即使那个外部类实例对象不再被使用，但由于内部类持有外部类的实例对象，这个外部类对象将不会被垃圾回收，这也会造成内存泄露。
         在Java中内部类的定义与使用，一般为成员内部类与匿名内部类。它们的对象都会隐式持有外部类对象的引用，影响外部类对象的回收。通过编译可以来验证这个理论。                    首先有如下代码：

   1.  
      public class OutClass {
   2.  
      int out =2;
   3.  
      public class InnerClass{
   4.  
      int in=1;
   5.  
      }
   6.  
      }

         经过编译后：

   1.  
      //内部类：InnerClass
   2.  
      public class OutClass$InnerClass {
   3.  
      int in;
   4.  
      // 构造方法需要传入OutClass这个对象
   5.  
      public OutClass$InnerClass(OutClass var1) {
   6.  
      this.this$0 = var1;
   7.  
      this.in = 1;
   8.  
      }
   9.  
      }
   10.  
       //外部类：OutClass
   11.  
       public class OutClass {
   12.  
       int out = 2;
   13.  
       public OutClass() {
   14.  
       }
   15.  
       public class InnerClass {
   16.  
       int in = 1;
   17.  
       public InnerClass() {
   18.  
       }
   19.  
       }
   20.  
       }
   

          可以观察到，在内部类的构造方法中，会对外部类的成员变量进行初始化。即是内部类持有外部类的引用，导致外部类对象将不会被垃圾回收，造成内存泄露。

5. 哈希值改变

   ---

         当一个对象被存储进HashSet集合中以后，就不能修改这个对象中的那些参与计算哈希值的字段了。
         因为，当修改后，所得的哈希值与最初存储进HashSet集合中时的哈希值就不同了。在这种情况下，即使用contains()方法，也将返回找不到对象的结果，但是HashSet却一直持有修改前的对象的实例，导致不能被GC，造成内存泄露。

6. 缓存

   ---

          内存泄漏的另一个常见来源是缓存。举个例子，我们有时候为了减少与db的交互次数，会将查询出的对象实例放入缓存中，但是常常会忘记对这个缓存进行管理。比如忘记限制缓存大小。
         对于这个问题，可以使用WeakHashMap代表缓存，此种Map的特点是，当除了自身有对key的引用外，此key没有其他引用那么此map会自动丢弃此值。

7. 事件处理

   ---

         如监听器和回调机制等等，这里我们举前端的一个例子，使用定时器时，我们销毁了这个DOM，但是在定时器中使用了这个DOM，定时器中就保留了对这个DOM的引用，导致内存泄漏。所以需要在清除DOM时也要手动清除定时器。

   ---

这篇好文章是转载于：学新通技术网