如何在虚拟世界活的更久一点之一什么是内存泄露(Memory Leak)?

前言

     没有完美的人,也没有完美的系统。
     在这个虚拟级别越来越高的世界中,你需要了解一个名词“内存泄露”
     如果你不了解计算机,不了解程序,只是一个“普通人”,但是你希望更好的了解这个世界,那么去认知“内存泄露”可以给你一个不同的角度去理解我们生活的真实世界。
     如果你是一名程序员,你与“内存泄露”有更多次相遇的机会,在C、C++、Java、Python等各种计算机语言构建的系统中,你总能遇到它,你需要重视它,解决它,但首先你需要辨明它。
     如何去辨明内存泄露呢?在探究多个系统后,这里大胆给出一个广义的定义。有了这个定义 ,我们便有了一双识别“妖魔”的眼睛,然后我们聚焦在Android运行环境中,去辨明常见的一些内存泄露。

内存泄露的定义

广义定义

     在计算机运行过程中,如果有对象超出了预期的生命周期继续存活在内存中,导致这部分内存不能正常地回收和重新利用,我们就说发生了内存泄露。
     定义中有几个点需要说明下:
     1)内存泄露是在系统运行过程中发生的。
     2)定义中的对象可指万物,在计算机虚拟世界中,万物需要进入内存中才能活过来。
     3)每个对象在被创造出来的时候都会被赋予一定的使命,为了完成使命而存在的时空范围就是它的生命周期,所谓超出预期生命周期就是这个对象在完成自己使命后没有按既定的规律死掉,比如延迟死亡或者成为不死怪物。

Android系统中内存泄露的定义

    在Android系统中,内存泄露主要指虚拟机在进行垃圾回收(GC)时候, 应该被回收的对象却没有被回收。
    垃圾回收(GC)其实就是让超过预期生命周期的对象死掉,让他们占有的内存可以重新利用,这是一种系统行为。在对象看来,这是它所处环境下的一种定律。
    这里有两个问题:
     1) 什么时候进行垃圾回收(GC)呢?
答:垃圾回收的目的是为了使内存能够(更好的)重新利用。所以当需要创建新对象但发现内存不足时,系统会触发GC;当碎片化严重等造成重新利用内存效率低时候,系统会触发GC;当用户主动调用时,系统会触发GC。
    2 )在垃圾回收(GC)时候系统如何判断一个对象是否已经达到自己生命周期,应该死掉?
答:为了完成某个的使命,一个对象活了过来,它与很多其他对象,创造它的对象、传达使命的对象、协助它的对象、管理资源的对象、汇报使命的对象等建立了联接,它克服了很多困难,最终完成了自己的使命。一旦完成了使命,所有的这些联接都要断掉,然后这个对象就等待着最后终结-销毁。
     最开始的系统判断一个对象是否应该走向终结就是利用引用计数法,如果一个对象被另一个对象引用或者叫依赖、必需要,那么引用计数就+1,当引用失效时候,计数器就-1,当这个数字为零,这个对象不再被任何对象引用(需要),这个对象就处于待死状态,等待GC回收。但这种方法很容易出现一个问题,那就是如果两个对象相互引用,那么就算它们都完成了自己的使命也不会被回收。
    鉴于上述情况,现在大多数系统演化出另外一种方法-可达性分析法。在这种方法下,判断一个对象是否销毁就是看这个对象是否被一些重要对象直接或者间接依赖。这些重要对象或者是正在进行使命的对象、或者是生命与整个系统(虚拟机对象)同在的对象、或者是被系统外部所引用的对象,在Android环境中有如下四种:
     1)虚拟机栈(局部变量表)中的引用的对象;
     2)仍处于存活状态中的线程对象;
     3)方法区中静态引用指向的对象;
     4)Native 方法中 JNI 引用的对象;
这四种对象被称之为GC ROOT(生命之根),在进行GC时候只要直接或者间接被GC ROOT引用,就不会处在系统的销毁计划中。所以从具体来看,在Android环境下内存泄露就是指当一个对象已经完成它的使命后,却依旧处在某一种GC ROOT的引用链上。

内存泄露的一些场景

根据GC ROOT不同我们可以把常见的内存泄露分为四大类:

内存泄露分类.png

这个还在持续补全中

关于对这个世界的认识的思考

    如果我们这个世界是虚拟的,芸芸众生似我们不过是内存中一个个对象,那么我们怎么做才能避免被销毁,更长久的存活下去呢?

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