雖然用 java？ 語言編寫的程序在理論上是不會出現“內存泄漏”的，但是有時對象在不再作為程序的邏輯狀態(tài)的一部分之后仍然不被垃圾收集。本月，負責保障應用程序健康的工程師 Brian Goetz 探討了無意識的對象保留的常見原因，并展示了如何用弱引用堵住泄漏。

　　要讓垃圾收集（GC）回收程序不再使用的對象，對象的邏輯 生命周期（應用程序使用它的時間）和對該對象擁有的引用的實際 生命周期必須是相同的。在大多數時候，好的軟件工程技術保證這是自動實現的，不用我們對對象生命周期問題花費過多心思。但是偶然我們會創(chuàng)建一個引用，它在內存中包含對象的時間比我們預期的要長得多，這種情況稱為無意識的對象保留（unintentional object retention）。

　　全局 Map 造成的內存泄漏

　　無意識對象保留最常見的原因是使用 Map 將元數據與臨時對象（transient object）相關聯。假定一個對象具有中等生命周期，比分配它的那個方法調用的生命周期長，但是比應用程序的生命周期短，如客戶機的套接字連接。需要將一些元數據與這個套接字關聯，如生成連接的用戶的標識。在創(chuàng)建 Socket 時是不知道這些信息的，并且不能將數據添加到 Socket 對象上，因為不能控制 Socket 類或者它的子類。這時，典型的方法就是在一個全局 Map 中存儲這些信息，如清單 1 中的 SocketManager 類所示：

　　清單 1. 使用一個全局 Map 將元數據關聯到一個對象

public class SocketManager {
    PRivate Map<Socket,User> m = new HashMap<Socket,User>();

    public void setUser(Socket s, User u) {
        m.put(s, u);
    }
    public User getUser(Socket s) {
        return m.get(s);
    }
    public void removeUser(Socket s) {
        m.remove(s);
    }
}

SocketManager socketManager;
...
socketManager.setUser(socket, user);

　　這種方法的問題是元數據的生命周期需要與套接字的生命周期掛鉤，但是除非準確地知道什么時候程序不再需要這個套接字，并記住從 Map 中刪除相應的映射，否則，Socket 和 User 對象將會永遠留在 Map 中，遠遠超過響應了請求和關閉套接字的時間。這會阻止 Socket 和 User 對象被垃圾收集，即使應用程序不會再使用它們。這些對象留下來不受控制，很輕易造成程序在長時間運行后內存爆滿。除了最簡單的情況，在幾乎所有情況下找出什么時候 Socket 不再被程序使用是一件很煩人和輕易出錯的任務，需要人工對內存進行治理。

　　找出內存泄漏

　　程序有內存泄漏的第一個跡象通常是它拋出一個 OutOfMemoryError，或者因為頻繁的垃圾收集而表現出糟糕的性能。幸運的是，垃圾收集可以提供能夠用來診斷內存泄漏的大量信息。假如以 -verbose：gc 或者 -Xloggc 選項調用 JVM，那么每次 GC 運行時在控制臺上或者日志文件中會打印出一個診斷信息，包括它所花費的時間、當前堆使用情況以及恢復了多少內存。記錄 GC 使用情況并不具有干擾性，因此假如需要分析內存問題或者調優(yōu)垃圾收集器，在生產環(huán)境中默認啟用 GC 日志是值得的。

　　有工具可以利用 GC 日志輸出并以圖形方式將它顯示出來，JTune 就是這樣的一種工具（請參閱 參考資料）。觀察 GC 之后堆大小的圖，可以看到程序內存使用的趨勢。對于大多數程序來說，可以將內存使用分為兩部分：baseline 使用和 current load 使用。對于服務器應用程序，baseline 使用就是應用程序在沒有任何負荷、但是已經預備好接受請求時的內存使用，current load 使用是在處理請求過程中使用的、但是在請求處理完成后會釋放的內存。只要負荷大體上是恒定的，應用程序通常會很快達到一個穩(wěn)定的內存使用水平。假如在應用程序已經完成了其初始化并且負荷沒有增加的情況下，內存使用持續(xù)增加，那么程序就可能在處理前面的請求時保留了生成的對象。

　　清單 2 展示了一個有內存泄漏的程序。MapLeaker 在線程池中處理任務，并在一個 Map 中記錄每一項任務的狀態(tài)。不幸的是，在任務完成后它不會刪除那一項，因此狀態(tài)項和任務對象（以及它們的內部狀態(tài)）會不斷地積累。

　　清單 2. 具有基于 Map 的內存泄漏的程序

public class MapLeaker {
    public ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(5);
    public Map<Task, TaskStatus> taskStatus
        = Collections.synchronizedMap(new HashMap<Task, TaskStatus>());
    private Random random = new Random();