2024年Java垃圾回收机制以及内存泄漏问题论文

有关Java垃圾回收机制以及内存泄漏问题论文

java 语言中一个显著的特点就是引入了java回收机制，是c++程序员最头疼的内存管理的问题迎刃而解，它使得java程序员在编写程序的时候不在考虑内存管理。由于有个垃圾回收机制，java中的额对象不在有“作用域”的概念，只有对象的引用才有“作用域”。垃圾回收可以有效的防止内存泄露，有效的使用空闲的内存，下面是有关Java垃圾回收机制以及内存泄漏问题论文，欢迎参考阅读！

前言

在segmentfault上看到一个问题：java有完善的GC机制，那么在java中是否会出现内存泄漏的问题，以及能否给出一个内存泄漏的案例。本问题视图给出此问题的完整答案。

垃圾回收机制简介

在程序运行过程中，每创建一个对象都会被分配一定的内存用以存储对象数据。如果只是不停的分配内存，那么程序迟早面临内存不足的问题。所以在任何语言中，都会有一个内存回收机制来释放过期对象的内存，以保证内存能够被重复利用。

内存回收机制按照实现角色的不同可以分为两种，一种是程序员手动实现内存的释放（比如C语言）另一种则是语言内建的内存回收机制比如本文将要介绍的java垃圾回收机制。

Java的垃圾回收机制

在程序的运行时环境中，java虚拟机提供了一个系统级的垃圾回收（GC，Carbage Collection）线程，它负责回收失去引用的对象占用的内存。理解GC的前提是理解一些和垃圾回收相关的概念，下文一一介绍这些概念。

对象在jvm堆区的状态

Java对象的实例存储在jvm的堆区，对于GC线程来说，这些对象有三种状态。

1. 可触及状态：程序中还有变量引用，那么此对象为可触及状态。

2. 可复活状态：当程序中已经没有变量引用这个对象，那么此对象由可触及状态转为可复活状态。CG线程将在一定的时间准备调用此对象的finalize方法（finalize方法继承或重写子Object），finalize方法内的`代码有可能将对象转为可触及状态，否则对象转化为不可触及状态。

3. 不可触及状态：只有当对象处于不可触及状态时，GC线程才能回收此对象的内存。

GC为了能够正确释放对象，必须监控每一个对象的运行状态，包括对象的申请、引用、被引用、赋值等，GC都需要进行监控，所以无论一个对象处于上文中的任何状态GC都会知道。

上文说到，GC线程会在一定的时间执行可复活状态对象的finalize方法，那么何时执行呢？由于不同的JVM实现者可能使用不同的算法管理GC，所以在任何时候，开发者无法预料GC线程进行各项操作（包括检测对象状态、释放对象内存、调用对象的finalize方法）的时机。虽然可以通过System.gc()和Runtime.gc()函数提醒GC线程尽快进行垃圾回收操作，但是这也无法保证GC线程马上就会进行相应的回收操作。

内存泄露

内存泄漏指由于错误的设计造成程序未能释放已经不再使用的内存，造成资源浪费。GC会自动清理失去引用的对象所占用的内存。但是，由于程序设计错误而导致某些对象始终被引用，那么将会出现内存泄漏。

比如下面的例子。使用数组实现了一个栈，有入栈和出栈两个操作。

import com.sun.javafx.collections.ElementObservableListDecorator;import com.sun.swing.internal.plaf.metal.resources.metal_sv;import java.beans.ExceptionListener;import java.util.EmptyStackException;/** * Created by peng on 14-9-21. */public class MyStack { private Object[] elements; private int Increment = 10; private int size = 0; public MyStack(int size) { elements = new Object[size]; } //入栈 public void push(Object o) { capacity(); elements[size++] = o; } //出栈 public Object pop() { if (size == 0) throw new EmptyStackException(); return elements[--size]; } //增加栈的容量 private void capacity() { if (elements.length != size) return; Object[] newArray = new Object[elements.length + Increment]; System.arraycopy(elements, 0, newArray, 0, size); } public static void main(String[] args) { MyStack stack = new MyStack(100); for (int i = 0; i < 100; i++) stack.push(new Integer(i)); for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(stack.pop().toString()); } }}

这个程序是可用的，支持常用的入栈和出栈操作。但是，有一个问题没有处理好，就是当出栈操作的时候，并没有释放数组中出栈元素的引用，这导致程序将一直保持对这个Object的引用（此object由数组引用）,GC永远认为此对象是可触及的，也就更加谈不上释放其内存了。这就是内存泄漏的一个典型案例。针对此，修改后的代码为：

//出栈 public Object pop() { if (size == 0) throw new EmptyStackException(); Object o = elements[--size]; elements[size] = null; return o; }

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