JAVA中内存泄漏,内存溢出,栈溢出

目录

1 定义

2 内存泄漏的分类

3 Java内存回收机制 

4 Java内存泄露引起原因 

4.1 静态集合类引起内存泄露

4.2 监听器 

4.3 各种连接 

4.4 单例模式

5 栈溢出异常

5.1 栈的基本了解

5.2 栈溢出原因

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1 定义

内存溢出 （out of memory），是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现out of memory；

内存泄露 （memory leak），是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存,迟早会被占光。

memory leak会最终会导致out of memory！

2 内存泄漏的分类

 内存泄漏以发生的方式来分类，内存泄漏可以分为4类： 

• 常发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码会被多次执行到，每次被执行的时候都会导致一块内存泄漏。 
• 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。 
•  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，导致总会有一块仅且一块内存发生泄漏。比如，在类的构造函数中分配内存，在析构函数中却没有释放该内存，所以内存泄漏只会发生一次。 
•  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，这会最终消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 

3 Java内存回收机制 

不论哪种语言的内存分配方式，都需要返回所分配内存的真实地址，也就是返回一个指针到内存块的首地址。Java中对象是采用new或者反射的方法创建的，这些对象的创建都是在堆（Heap）中分配的，所有对象的回收都是由Java虚拟机通过垃圾回收机制完成的。GC为了能够正确释放对象，会监控每个对象的运行状况，对他们的申请、引用、被引用、赋值等状况进行监控，Java会使用有向图的方法进行管理内存，实时监控对象是否可以达到，如果不可到达，则就将其回收，

4 Java内存泄露引起原因 

内存泄露是指无用对象（不再使用的对象）持续占有内存或无用对象的内存得不到及时释放，从而造成的内存空间的浪费称为内存泄露。内存泄露有时不严重且不易察觉，这样开发者就不知道存在内存泄露，但有时也会很严重，会提示你Out of memory。

那么，Java内存泄露根本原因是什么呢？长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用就很可能发生内存泄露，尽管短生命周期对象已经不再需要，但是因为长生命周期对象持有它的引用而导致不能被回收，这就是java中内存泄露的发生场景。具体主要有如下几大类： 

4.1 静态集合类引起内存泄露

像HashMap、Vector等的使用最容易出现内存泄露，这些静态变量的生命周期和应用程序一致，他们所引用的所有的对象Object也不能被释放，因为他们也将一直被Vector等引用着。

Static Vector v = new Vector(10);
for (int i = 1; i<100; i++)
{
Object o = new Object();
v.add(o);
o = null;
}//

在这个例子中，循环申请Object 对象，并将所申请的对象放入一个Vector 中，如果仅仅释放引用本身（o=null），那么Vector 仍然引用该对象，所以这个对象对GC 来说是不可回收的。因此，如果对象加入到Vector 后，还必须从Vector 中删除，最简单的方法就是将Vector对象设置为null。

4.2 监听器 

在java 编程中，我们都需要和监听器打交道，通常一个应用当中会用到很多监听器，我们会调用一个控件的诸如addXXXListener()等方法来增加监听器，但往往在释放对象的时候却没有记住去删除这些监听器，从而增加了内存泄漏的机会。

4.3 各种连接 

比如数据库连接（dataSourse.getConnection()），网络连接(socket)和io连接，除非其显式的调用了其close（）方法将其连接关闭，否则是不会自动被GC 回收的。对于Resultset 和Statement 对象可以不进行显式回收，但Connection 一定要显式回收，因为Connection 在任何时候都无法自动回收，而Connection一旦回收，Resultset 和Statement 对象就会立即为NULL。但是如果使用连接池，情况就不一样了，除了要显式地关闭连接，还必须显式地关闭Resultset Statement 对象（关闭其中一个，另外一个也会关闭），否则就会造成大量的Statement 对象无法释放，从而引起内存泄漏。这种情况下一般都会在try里面去的连接，在finally里面释放连接。

4.4 单例模式

如果单例对象持有外部对象的引用，那么这个外部对象将不能被jvm正常回收，导致内存泄露

不正确使用单例模式是引起内存泄露的一个常见问题，单例对象在被初始化后将在JVM的整个生命周期中存在（以静态变量的方式），如果单例对象持有外部对象的引用，那么这个外部对象将不能被jvm正常回收，导致内存泄露，考虑下面的例子：

class A{
public A(){
B.getInstance().setA(this);
}
....
}
//B类采用单例模式
class B{
private A a;
private static B instance=new B();
public B(){}
public static B getInstance(){
return instance;
}
public void setA(A a){
this.a=a;
}
//getter...
}

显然B采用singleton模式，它持有一个A对象的引用，而这个A类的对象将不能被回收。想象下如果A是个比较复杂的对象或者集合类型会发生什么情况

5 栈溢出异常

5.1 栈的基本了解

1. 栈存放什么：栈存储运行时声明的变量——对象引用（或基础类型, primitive）内存空间， 栈的实现是先入后出的。
2. 堆存放什么：堆分配每一个对象内容（实例）内存空间。
3. 栈溢出：java.lang.StackOverflowError
4. 堆溢出：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
5. 栈溢出实现，可以递归调用方法，这样随着栈深度的增加，JVM 维持着一条长长的方法调用轨迹。
6. 堆溢出实现，可以循环创建对象或大的对象；

5.2 栈溢出原因

内在两种情况：

1. 线程请求的栈深度大于虚拟机允许的最大深度 StackOverflowError
2. 虚拟机在扩展栈深度时，无法申请到足够的内存空间 OutOfMemoryError

外在原因：

1. 是否有递归调用
2. 是否有大量循环或死循环
3. 全局变量是否过多
4. 数组、List、map数据是否过大

那么递归为什么会导致栈溢出呢？相信大家知道栈的出入规则，就像一个瓶子，方法压栈运行，先进后出，递归的话那么先入的不能出栈，会存在栈空间中，这样就容易导致栈满而溢出。

每当你调用一个方法，在这个方法执行前都会将之前的内存地址（也就是调用点）入栈，等被调用的方法执行完将地址出栈，程序根据这个数据返回调用点。
若递归调用次数太多，就会只入栈不出栈，于是堆栈就被压爆了，此为栈溢出。

递归函数调用的太深，需要太多的内存，递归里用到的局部变量存储在堆栈中，堆栈的访问效率高，速度快，但空间有限，递归太多变量需要一直入栈而不出栈，导致需要的内存空间大于堆栈的空间