内存泄漏和内存溢出

一.什么叫内存泄漏和内存溢出

1.内存泄漏

       一般我们常说的内存泄漏是指堆内存的泄漏。堆内存是指程序从堆中分配的，大小任意的（内存块的大小可以在程序运行期决定），使用完后必须显式释放的内存。应用程序一般使用malloc，calloc，realloc，new等函数从堆中分配到一块内存，使用完后，程序必须负责相应的调用free或delete释放该内存块，否则，这块内存就不能被再次使用，我们就说这块内存泄漏了。

2.内存溢出

        内存溢出是指应用系统中存在无法回收的内存或使用的内存过多，使得程序运行要用到的内存大于能提供的最大内存。此时程序就运行不了，系统会提示内存溢出，有时会自动关闭软件，重启电脑或者软件后释放掉一部分内存又可以正常运行该软件。

二.内存泄漏和内存溢出的区别

        泄漏就是内存申请后，用完没有释放，造成可用内存越来越少。溢出指用户实际的数据长度超过了申请的内存空间大小，导致覆盖了其他正常数据，容易造成程序异常，严重的，攻击者可以以此获取程序控制权。

三.场景

1.内存泄漏的场景

    1）. 内存中数据量太大，比如一次性从数据库中取出来太多数据

    2）. 静态集合类中对对象的引用，在使用完后未清空(只把对象设为null，而不是从集合中移除)，使JVM不能回      收，即内存泄漏

    3）. 静态方法中只能使用全局静态变量，而如果静态变量又持有静态方法传入的参数对象的引用，会引起内存       泄漏

    4）. 代码中存在死循环，或者循环过多，产生过多的重复的对象

    5）. JVM启动参数内存值设置过小

        a. 堆内存：JVM默认为64M，-Xms堆的最小值, -Xmx堆的最大值，OutOfMemoryError: java heap space

        b. 栈内存：-Xss，StackOverflowError，栈太深

        c. 永久代内存：-XX:PermSize，-XX:MaxPermSize，OutOfMemoryError: PermGen space，加载的类过多

    6）. 监听器：addXXListener，没有remove

    7）. 各种连接没有关闭：例如数据库连接、网络连接

    8）. 单例模式：如果单例对象持有外部对象的引用，那么外部对象将不会被回收，引起内存泄漏

    9）. 一个类含有静态变量，这个类的对象就无法被回收

    10）. ThreadLocal

2.内存溢出的场景

    1）.大量位图的加载

    2）.位图对象没有及时释放

    3）.查询数据库没有关闭游标

    4）.构造 Adapter 时，没有使用缓存的 convertView

四.解决方法

1.内存溢出的解决方法

        第一步，就是修改 JVM 启动参数，直接增加内存。这一点看上去似乎很简单，但很容易被忽略。JVM 默认可以使用的内存为 64M，Tomcat 默认可以使用的内存为 128MB，对于稍复杂一点的系统就会不够用。在某项目中，就因为启动参数使用的默认值，经常报“Out Of Memory”错误。因此，-Xms，-Xmx 参数一定不要忘记加。

        第二步，检查错误日志，查看“Out Of Memory”错误前是否有其它异常或错误。在一个项目中，使用两个数据库连接，其中专用于发送短信的数据库连接使用 DBCP 连接池管理，用户为不将短信发出，有意将数据库连接用户名改错，使得日志中有许多数据库连接异常的日志，一段时间后，就出现“Out Of Memory”错误。经分析，这是由于 DBCP 连接池 BUG 引起的，数据库连接不上后，没有将连接释放，最终使得 DBCP 报“Out Of Memory”错误。经过修改正确数据库连接参数后，就没有再出现内存溢出的错误。查看日志对于分析内存溢出是非常重要的，通过仔细查看日志，分析内存溢出前做过哪些操作，可以大致定位有问题的模块。

        第三步，安排有经验的编程人员对代码进行走查和分析，找出可能发生内存溢出的位置。重点排查以下几点：检查代码中是否有死循环或递归调用。检查是否有大循环重复产生新对象实体。检查对数据库查询中，是否有一次获得全部数据的查询。一般来说，如果一次取十万条记录到内存，就可能引起内存溢出。这个问题比较隐蔽，在上线前，数据库中数据较少，不容易出问题，上线后，数据库中数据多了，一次查询就有可能引起内存溢出。因此对于数据库查询尽量采用分页的方式查询。检查 List、MAP 等集合对象是否有使用完后，未清除的问题。List、MAP 等集合对象会始终存有对对象的引用，使得这些对象不能被 GC 回收。

        第四步，使用内存查看工具动态查看内存使用情况。某个项目上线后，每次系统启动两天后，就会出现内存溢出的错误。这种情况一般是代码中出现了缓慢的内存泄漏，用上面三个步骤解决不了，这就需要使用内存查看工具了。内存查看工具有许多，比较有名的有：Optimizeit Profiler、JProbeProfiler、JinSight 和 Java1.5 的 Jconsole 等。它们的基本工作原理大同小异，都是监测 Java 程序运行时所有对象的申请、释放等动作，将内存管理的所有信息进行统计、分析、可视化。开发人员可以根据这些信息判断程序是否有内存泄漏问题。一般来说，一个正常的系统在其启动完成后其内存的占用量是基本稳定的，而不应该是无限制的增长的。持续地观察系统运行时使用的内存的大小，可以看到在内存使用监控窗口中是基本规则的锯齿形的图线，如果内存的大小持续地增长，则说明系统存在内存泄漏问题。通过间隔一段时间取一次内存快照，然后对内存快照中对象的使用与引用等信息进行比对与分析，可以找出是哪个类的对象在泄漏。

        通过以上四个步骤的分析与处理，基本能处理内存溢出的问题。当然，在这些过程中也需要相当的经验与敏感度，需要在实际的开发与调试过程中不断积累。