Java中七个潜在的内存泄露风险，你知道几个？

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1. 内存泄露的定义

如果GC无法回收内存中不再使用的对象，则定义为内存有泄露

2. 未关闭的资源类

当我们在程序中打开一个新的流或者是新建一个网络连接的时候，JVM都会为这些资源类分配内存做缓存，常见的资源类有网络连接，数据库连接以及IO流。值得注意的是，如果在业务处理中异常，则有可能导致程序不能执行关闭资源类的代码，因此最好按照下面的做法处理资源类

public void handleResource() { 
    try { 
        // open connection 
        // handle business 
    } catch (Throwable t) { 
        // log stack 
    } finally { 
        // close connection 
    } 
} 

3. 未正确实现equals()和hashCode()

假如有下面的这个类

public class Person { 
    public String name; 
     
    public Person(String name) { 
        this.name = name; 
    } 
} 

并且如果在程序中有下面的操作

@Test 
public void givenMapWhenEqualsAndHashCodeNotOverriddenThenMemoryLeak() { 
    MapInteger> map = new HashMap<>(); 
    for(int i=0; i<100; i++) { 
        map.put(new Person("jon"), 1); 
    } 
    Assert.assertFalse(map.size() == 1); 
} 

可以预见，这个单元测试并不能通过，原因是Person类没有实现equals方法，因此使用Object的equals方法，直接比较实体对象的地址，所以map.size() == 100

如果我们改写Person类的代码如下所示：

public class Person { 
    public String name; 
     
    public Person(String name) { 
        this.name = name; 
    } 
     
    @Override 
    public boolean equals(Object o) { 
        if (o == this) return true; 
        if (!(o instanceof Person)) { 
            return false; 
        } 
        Person person = (Person) o; 
        return person.name.equals(name); 
    } 
     
    @Override 
    public int hashCode() { 
        int result = 17; 
        result = 31 * result + name.hashCode(); 
        return result; 
    } 
} 

则上文中的单元测试就可以顺利通过了，需要注意的是这个场景比较隐蔽，一定要在平时的代码中注意。

4. 非静态内部类

要知道，所有的非静态类别类都持有外部类的引用，因此某些情况如果引用内部类可能延长外部类的生命周期，甚至持续到进程结束都不能回收外部类的空间，这类内存溢出一般在Android程序中比较多，只要MyAsyncTask处于运行状态MainActivity的内存就释放不了，很多时候安卓开发者这样做只是为了在内部类中拿到外部类的属性，殊不知，此时内存已经泄露了。

public class MainActivity extends Activity { 
    @Override 
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
        super.onCreate(savedInstanceState); 
        setContentView(R.layout.main); 
        new MyAsyncTask().execute(); 
    } 
 
    private class MyAsyncTask extends AsyncTask { 
        @Override 
        protected Object doInBackground(Object[] params) { 
            return doSomeStuff(); 
        } 
        private Object doSomeStuff() { 
            //do something to get result 
            return new MyObject(); 
        } 
    } 
} 

5. 重写了finalize()的类

如果运行下面的这个例子，则最终程序会因为OOM的原因崩溃

public class Finalizer { 
    @Override 
    protected void finalize() throws Throwable { 
    while (true) { 
           Thread.yield(); 
      } 
  } 
 
public static void main(String str[]) { 
  while (true) { 
        for (int i = 0; i < 100000; i++) { 
            Finalizer force = new Finalizer(); 
        } 
   } 
 } 
} 

JVM对重写了finalize()的类的处理稍微不同，首先会针对这个类创建一个java.lang.ref.Finalizer类，并让java.lang.ref.Finalizer持有这个类的引用，在上文中的例子中，因为Finalizer类的引用被java.lang.ref.Finalizer持有，所以他的实例并不能被Young GC清理，反而会转入到老年代。在老年代中，JVM GC的时候会发现Finalizer类只被java.lang.ref.Finalizer引用，因此将其标记为可GC状态，并放入到java.lang.ref.Finalizer.ReferenceQueue这个队列中。等到所有的Finalizer类都加到队列之后，JVM会起一个后台线程去清理java.lang.ref.Finalizer.ReferenceQueue中的对象，之后这个后台线程就专门负责清理java.lang.ref.Finalizer.ReferenceQueue中的对象了。这个设计看起来是没什么问题的，但其实有个坑，那就是负责清理java.lang.ref.Finalizer.ReferenceQueue的后台线程优先级是比较低的，并且系统没有提供可以调节这个线程优先级的接口或者配置。因此当我们在使用使用重写finalize()方法的对象时，千万不要瞬间产生大量的对象，要时刻谨记，JVM对此类对象的处理有特殊逻辑。

6. 针对长字符串调用String.intern()

如果提前在src/test/resources/large.txt中写入大量字符串，并且在Java 1.6及以下的版本运行下面程序，也将得到一个OOM

@Test 
public void givenLengthString_whenIntern_thenOutOfMemory() 
  throws IOException, InterruptedException { 
    String str  
      = new Scanner(new File("src/test/resources/large.txt"), "UTF-8") 
      .useDelimiter("\\A").next(); 
    str.intern(); 
     
    System.gc();  
    Thread.sleep(15000); 
} 

原因是在Java 1.6及以下，字符串常量池是处于JVM的PermGen区的，并且在程序运行期间不会GC，因此产生了OOM。在Java 1.7以及之后字符串常量池转移到了HeapSpace此类问题也就无需再关注了

7. ThreadLocal的误用

ThreadLocal一定要列在Java内存泄露的榜首，总能在不知不觉中将内存泄露掉，一个常见的例子是：

@Test 
public void testThreadLocalMemoryLeaks() { 
    ThreadLocalInteger>> localCache = new ThreadLocal<>(); 
   List<Integer> cacheInstance = new ArrayList<>(10000); 
    localCache.set(cacheInstance); 
    localCache = new ThreadLocal<>(); 
} 

当localCache的值被重置之后cacheInstance被ThreadLocalMap中的value引用，无法被GC，但是其key对ThreadLocal实例的引用是一个弱引用，本来ThreadLocal的实例被localCache和ThreadLocalMap的key同时引用，但是当localCache的引用被重置之后，则ThreadLocal的实例只有ThreadLocalMap的key这样一个弱引用了，此时这个实例在GC的时候能够被清理。

 

img

其实看过ThreadLocal源码的同学会知道，ThreadLocal本身对于key为null的Entity有自清理的过程，但是这个过程是依赖于后续对ThreadLocal的继续使用，假如上面的这段代码是处于一个秒杀场景下，会有一个瞬间的流量峰值，这个流量峰值也会将集群的内存打到高位(或者运气不好的话直接将集群内存打满导致故障)，后面由于峰值流量已过，对ThreadLocal的调用也下降，会使得ThreadLocal的自清理能力下降，造成内存泄露。ThreadLocal的自清理实现是锦上添花，千万不要指望它雪中送碳。

8. 类的静态变量

Tomcat对在网络容器中使用ThreadLocal引起的内存泄露做了一个总结，详见：https://cwiki.apache.org/confluence/display/tomcat/MemoryLeakProtection，这里我们列举其中的一个例子。

熟悉Tomcat的同学知道，Tomcat中的web应用由webapp classloader这个类加载器的，并且webapp classloader是破坏双亲委派机制实现的，即所有的web应用先由webapp classloader加载，这样的好处就是可以让同一个容器中的web应用以及依赖隔离。

下面我们看具体的内存泄露的例子：

public class MyCounter { 
 private int count = 0; 
 
 public void increment() { 
  count++; 
 } 
 
 public int getCount() { 
  return count; 
 } 
} 
 
public class MyThreadLocal extends ThreadLocal { 
} 
 
public class LeakingServlet extends HttpServlet { 
 private static MyThreadLocal myThreadLocal = new MyThreadLocal(); 
 
 protected void doGet(HttpServletRequest request, 
   HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { 
 
  MyCounter counter = myThreadLocal.get(); 
  if (counter == null) { 
   counter = new MyCounter(); 
   myThreadLocal.set(counter); 
  } 
 
  response.getWriter().println( 
    "The current thread served this servlet " + counter.getCount() 
      + " times"); 
  counter.increment(); 
 } 
} 

需要注意这个例子中的两个非常关键的点：

• MyCounter以及MyThreadLocal必须放到web应用的路径中，保被webapp classloader加载
• ThreadLocal类一定得是ThreadLocal的继承类，比如例子中的MyThreadLocal，因为ThreadLocal本来被common classloader加载，其生命周期与tomcat容器一致。ThreadLocal的继承类包括比较常见的NamedThreadLocal，注意不要踩坑。

假如LeakingServlet所在的web应用启动，MyThreadLocal类也会被webapp classloader加载，如果此时web应用下线，而线程的生命周期未结束(比如为LeakingServlet提供服务的线程是一个线程池中的线程)，那会导致myThreadLocal的实例仍然被这个线程引用，而不能被GC，期初看来这个带来的问题也不大，因为myThreadLocal所引用的对象占用的内存空间不太多，问题在于myThreadLocal间接持有加载web应用的webapp classloader的引用(通过myThreadLocal.getClass().getClassLoader()可以引用到)，而加载web应用的webapp classloader有持有它加载的所有类的引用，这就引起了classloader泄露，它泄露的内存就非常可观了。