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内存管理与优化
学习

内存泄漏（Memory
Leak）是指程序中已动态分配的堆内存
由于某种原因程序未释放或⽆法

释放，造成系统内存的浪费。这些⽆法被回收的对象，有下⾯两个特点：

1.这些对象是可达的，即在有向图中，存在通路可以与其相连；

2.这些对象是⽆⽤的，即程序以后不会再使⽤这些对象。如果对象满⾜这两个条件，这些对

象就可以判定为内存泄漏，这些对象不会被
GC
所回收，然⽽它却占⽤内存。

所以要了解内存泄漏、内存抖动及内存机制，就要先了解垃圾回收的机制，知道他们为什么

不能被回收。

⼀、垃圾回收机制（GC）

简介

Java
的垃圾回收（GC）是由
Java
虚拟机（JVM）垃圾回收器提供的⼀种对内存回收的⼀种机制，它

⼀般会在内存空闲或者内存占⽤过⾼的时候对那些没有任何引⽤的对象不定时地进⾏回收。

垃圾（Garbage）是指在运⾏程序中没有任何指针指向的对象，这个对象就是需要被回收的垃圾，回

收垃圾的过程被称为
Garbage
Collection，简称
GC。如果不对垃圾对象进⾏回收，那么这些垃圾占⽤

的内存空间会⼀直保留到应⽤程序结束，这些内存⽆法被其它对象使⽤，甚⾄会导致内存溢出。

GC
线程在执⾏时会暂停⽤⼾线程，俗称
Stop
The
World，简称
STW。被
GC
线程中断的⽤⼾线程会

在
GC
结束之后恢复，频繁的
GC
会导致应⽤程序执⾏效率降低。

不同于
C++
程序，C++
是需要开发⼈员⾃⼰分配内存并且进⾏⾃⾏回收内存的，⽽
Java
程序，内存

是托管于
JVM
的，即对象的创建和内存的回收都是由
JVM
⾃⾏完成的，开发⼈员是⽆权⼲涉的，只

能尽量去优化。

内存泄露

内存溢出

•内存泄露就是有对象已经不会被程序使⽤了，但是垃圾收集器⼜不能回收它们。⽐如数据库连接

或⽹络连接等需要⼿动
close
但是没有
close
的情况。内存泄露不会直接导致应⽤程序奔溃，但

是会⼀点⼀点蚕⻝
JVM
内存，并最终导致
OOM。

•内存溢出就是
JVM
中的空闲内存⽆法满⾜接下来的内存分配需求，⽽且垃圾收集器也⽆法提供更

多内存，JVM
就会抛出
OOM。造成内存溢出的原因主要有：

a.JVM
的内存设置本⾝就不够⽤。⽐如本⾝就是⼀个很庞⼤的系统，需要加载很多⼤对象，⽽

堆内存
本⾝设置就很⼩不够⽤。

b.代码中创建了⼤量⼤对象，⽽且因为这些⼤对象存在被引⽤，所以⻓时间⽆法被垃圾收集器

收集。

c.存在内存泄露。

（1）JVM
内存模型

虚拟机栈、本地⽅法栈和程序计数器，这三个区域是线程私有的。⽐如栈帧的⽣命周期是和线程关联

的，即随线程⽽⽣，随线程⽽死。

虚拟机栈其实就是⽤来描述
Java
⽅法执⾏的，所以每个⽅法执⾏的时候都会创建⼀个栈帧，每个栈帧

都包含：局部变量、操作数栈、动态链接、⽅法出⼝，当⽅法执⾏完成之后，对应的栈帧便会出栈。

所以它的内存分配是具备确定性的，因此我们并不需要太过关注包括虚拟机栈在内的这⼏个线程私有

区域的内存使⽤情况。

相反，另外两个线程共享的区域：⽅法区和堆内存，则是重点关注的对象。因为这两个区域主要存放

对象、数组等不具有确定性的数据，例如创建对象，每个⽅法运⾏的过程中创建的对象的数量是不确

定的，即占⽤的内存是不确定的，可能不需要创建对象，也可能会创建很多对象，所以这两个区域也

是垃圾回收器进⾏垃圾回收的最重要的内存区域。

JVM
采⽤分代回收的算法，即根据对象的⽣命周期进⾏区分并进⾏分代存储和回收，其主要分为年轻

代、⽼年代、持久代

堆内存主要由年轻代和⽼年代组成，⽽⽅法区主要存储持久代的数据。

（2）JVM
判断内存对象
是否存活的算法

要回收垃圾，就要知道哪些对象是垃圾，所以就有了
判断对象是否存活的算法。有
2
种算法：

•引⽤计数算法

•可达性分析算法

⽽现在
jvm
采⽤的是第⼆种
可达性分析算法

引⽤计数法

⼀个对象被创建之后，系统会给这个对象初始化⼀个引⽤计数器，当这个对象被引⽤了，则计数器

+1，⽽当该引⽤失效后，计数器便
-1，直到计数器为
0，意味着该对象不再被使⽤了，则可以将其进

⾏回收了。

这种算法其实很好⽤，判定⽐较简单，效率也很⾼，但是却有⼀个很致命的缺点，就是它⽆法避免循

环引⽤，即两个对象之间循环引⽤的时候，各⾃的计数器始终不会变成
0，所以引⽤计数算法只出现在

了早