Java面试知识点（八十九）Java中的内存泄露和内存溢出

一、基本概念

1.内存泄露：

指程序中动态分配内存给一些临时对象，但是对象不会被 GC 所回收，它始终占用内存。即被分配的对象可达但已无用。

内存泄漏是指你向系统申请分配内存进行使用 (new)，可是使用完了以后却不归还 (delete)，结果你申请到的那块内存你自己也不能再访问（也许你把它的地址给弄丢了），而系统也不能再次将它分配给需要的程序。就相当于你租了个带钥匙的柜子，你存完东西之后把柜子锁上之后，把钥匙丢了或者没有将钥匙还回去，那么结果就是这个柜子将无法供给任何人使用，也无法被垃圾回收器回收，因为找不到他的任何信息。

2.内存溢出：

指程序运行过程中无法申请到足够的内存而导致的一种错误。内存溢出通常发生于 OLD 段或 Perm 段垃圾回收后，仍然无内存空间容纳新的 Java 对象的情况。

程序申请内存时，没有足够的内存供申请者使用，或者说，给了你一块存储 int 类型数据的存储空间，但是你却存储 long 类型的数据，那么结果就是内存不够用，此时就会报错 OOM, 即所谓的内存溢出。

3.二者的关联

从定义上可以看出内存泄露是内存溢出的一种诱因，内存泄漏的堆积最终会导致内存溢出，不是唯一因素。

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二、内存泄露发生场景

1、长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用

这是内存泄露最常见的场景，也是代码设计中经常出现的问题。

例如：在全局静态 map 中缓存局部变量，且没有清空操作，随着时间的推移，这个 map 会越来越大，造成内存泄露。

2、修改 hashset 中对象的参数值，且参数是计算哈希值的字段

当一个对象被存储进 HashSet 集合中以后，就不能修改这个对象中的那些参与计算哈希值的字段，否则对象修改后的哈希值与最初存储进 HashSet 集合中时的哈希值就不同了，在这种情况下，即使在 contains 方法使用该对象的当前引用作为参数去 HashSet 集合中检索对象，也将返回找不到对象的结果，这也会导致无法从 HashSet 集合中删除当前对象，造成内存泄露。

3、机器的连接数和关闭时间设置

长时间开启非常耗费资源的连接，也会造成内存泄露。

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三、内存溢出发生场景

1、堆内存溢出（outOfMemoryError：java heap space）

在 jvm 规范中，堆中的内存是用来生成对象实例和数组的。

如果细分，堆内存还可以分为年轻代和年老代，年轻代包括一个 eden 区和两个 survivor 区。

当生成新对象时，内存的申请过程如下：

• jvm 先尝试在 eden 区分配新建对象所需的内存；

• 如果内存大小足够，申请结束，否则下一步；

• jvm 启动 youngGC，试图将 eden 区中不活跃的对象释放掉，释放后若 Eden 空间仍然不足以放入新对象，则试图将部分 Eden 中活跃对象放入 Survivor 区；

• Survivor 区被用来作为 Eden 及 old 的中间交换区域，当 OLD 区空间足够时，Survivor 区的对象会被移到 Old 区，否则会被保留在 Survivor 区；

• 当 OLD 区空间不够时，JVM 会在 OLD 区进行 full GC；

• full GC 后，若 Survivor 及 OLD 区仍然无法存放从 Eden 复制过来的部分对象，导致 JVM 无法在 Eden 区为新对象创建内存区域，则出现”out of memory 错误”：outOfMemoryError：java heap space

2、方法区内存溢出（outOfMemoryError：permgem space）

在 jvm 规范中，方法区主要存放的是类信息、常量、静态变量等。

所以如果程序加载的类过多，或者使用反射、gclib 等这种动态代理生成类的技术，就可能导致该区发生内存溢出，一般该区发生内存溢出时的错误信息为：outOfMemoryError：permgem space

3、线程栈溢出（java.lang.StackOverflowError）

线程栈时线程独有的一块内存结构，所以线程栈发生问题必定是某个线程运行时产生的错误。

一般线程栈溢出是由于递归太深或方法调用层级过多导致的。

发生栈溢出的错误信息为： java.lang.StackOverflowError

4.总结

• 内存中加载的数据量过于庞大，如一次从数据库取出过多数据；
• 代码中存在死循环或循环产生过多重复的对象实体；
• 启动参数内存值设定的过小

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四、如何避免内存泄露

1、尽早释放无用对象的引用

2、使用字符串处理，避免使用 String，应大量使用 StringBuffer，每一个 String 对象都得独立占用内存一块区域

3、尽量少用静态变量，因为静态变量存放在永久代（方法区），永久代基本不参与垃圾回收

4、避免在循环中创建对象

5、开启大型文件或从数据库一次拿了太多的数据很容易造成内存溢出，所以在这些地方要大概计算一下数据量的最大值是多少，并且设定所需最小及最大的内存空间值。