随着计算机应用需求的日益增加，应用程序的设计与开发也相应的日趋复杂； 开发人员在程序实现的过程中处理的变量也大量增加，如何有效进行内存分配和释放，防止内存泄漏的问题变得越来越突出
例如： 服务器应用软件，需要长时间的运行，不断的处理由客户端发来的请求； 如果没有有效的内存管理，每处理一次请求信息就有一定的内存泄漏；这样不仅影响到服务器的性能，还可能造成整个系统的崩溃；因此，内存管理成为软件设计开发人员在设计中考虑的主要方面
内存泄漏的危害
- 长时间运行，程序变卡，性能严重下降
- 程序莫名其妙挂掉
- OutOfMemoryError错误
- 乱七八糟的错误，还不易排查
内存泄漏原因
以产生的方式来分类，内存泄漏可以分为四类：
1 、常发性内存泄漏
发生内存泄漏的代码会被多次执行到，每次被执行时都会导致一块内存泄漏
2 、偶发性内存泄漏
发生内存泄漏的代码只有在某些特定环境或操作过程下才会发生；常发性和偶发性是相对的； 对于特定的环境，偶发性的也许就变成了常发性的。所以测试环境和测试方法对检测内存泄漏至关重要
3 、一次性内存泄漏
发生内存泄漏的代码只会被执行一次，或者由于算法上的缺陷，导致总会有一块且仅有一块内存发生泄漏
4 、隐式内存泄漏
程序在运行过程中不停的分配内存，但是直到结束的时候才释放内存； 严格的说这里并没有发生内存泄漏，因为最终程序释放了所有申请的内存；但是对于一个服务器程序，需要运行几天，几周甚至几个月，不及时释放内存也可能导致最终耗尽系统的所有内存 所以，我们称这类内存泄漏为隐式内存泄漏
从用户使用程序的角度来看，内存泄漏本身不会产生什么危害，作为一般的用户，根本感觉不到内存泄漏的存在； 真正有危害的是内存泄漏的堆积，这会最终耗尽系统所有的内存；从这个角度来说，一次性内存泄漏并没有什么危害，因为它不会堆积，而隐式内存泄漏危害性则非常大，因为较之于常发性和偶发性内存泄漏它更难被检测到
总之内存泄漏原因太多了； 说不定就是某一行代码不对就会出现这种情况，关键的还是如何找出哪个地方出现了内存泄漏，代码好修改，错误不易查
代码运行结果如下：
大量使用静态变量
静态变量的生命周期与程序一致；因此常驻内存
<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n37" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">public class StaticTest {
public static List<Integer> list = new ArrayList<>();
public void populateList() {
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
list.add((int)Math.random());
}
System.out.println("running......");
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("before......");
new StaticTest().populateList();
System.out.println("after......");
}
}</pre>
现在可以使用jvisualvm运行一边，看看内存效果
- 带static关键字（使用静态变量）
从上图可以看到，堆内存从一开始的135M左右飙升了到了200M。直接占据了65M的内存。
- 不使用static关键字（不使用静态变量）
由于全局变量与程序周期不一致，因此不使用时，就会进行回收。此时内存最高150M。
总结：由于静态变量与程序生命周期一致，因此对象常驻内存，造成内存泄漏
连接资源未关闭
每当建立一个连接，jvm就会为这么资源分配内存。比如数据库连接、文件输入输出流、网络连接等等
<pre mdtype="fences" cid="n64" lang="" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" spellcheck="false" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">public class FileTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File f=new File("G:\\nginx配套资料\\笔记资料.zip");
System.out.println(f.exists());
System.out.println(f.isDirectory());
}
}</pre>
依然使用jvisualvm运行一边，看看内存效果。
可以看出，在连接文件资源时，jvm会为本资源分配内存
ThreadLocal的错误使用
ThreadLocal主要用于创建本地线程变量，不合理的使用也有可能会造成内存泄漏
上面这张图详细的揭示了ThreadLocal和Thread以及ThreadLocalMap三者的关系
- 1、Thread中有一个map，就是ThreadLocalMap
- 2、ThreadLocalMap的key是ThreadLocal，值是我们自己设定的
- 3、ThreadLocal是一个弱引用，当为null时，会被当成垃圾回收
重点来了，ThreadLocal是null了，也就是要被垃圾回收器回收了，但是此时我们的ThreadLocalMap生命周期和Thread的一样，它不会回收，这时候就出现了一个现象； 那就是ThreadLocalMap的key没了，但是value还在，这就造成了内存泄漏
解决办法：使用完ThreadLocal后，执行remove操作，避免出现内存溢出情况
如何避免内存泄露？
- 确保没有在访问空指针
- 每个内存分配函数都应该有一个 free 函数与之对应，alloca 函数除外
- 每次分配内存之后都应该及时进行初始化，可以结合 memset 函数进行初始化，calloc 函数除外
- 每当向指针写入值时，都要确保对可用字节数和所写入的字节数进行交叉核对
- 在对指针赋值前，一定要确保没有内存位置会变为孤立的
- 每当释放结构化的元素（而该元素又包含指向动态分配的内存位置的指针）时，都应先遍历子内存位置并从那里开始释放，然后再遍历回父节点
- 始终正确处理返回动态分配的内存引用的函数返回值
尾述
代码层面的检查可以帮助发现部分内存泄漏的问题，但是生产环境中的内存泄漏往往不容易提前发现，因为很多问题是在大并发场景下才会出现；因此还需要通过压力测试工具进行压力测试，提前发现潜在的内存泄漏问题
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