Java內存泄露和內存溢出詳解 .

 第一部分 概念

　　衆所周知，java中的內存由java虛擬機自己去管理的，他不像C++需要自己去釋放。籠統地去講，java的內存分配分爲兩個部分，一個是數據堆，一個是棧。程序在運行的時候一般分配數據堆，把局部的臨時的變量都放進去，生命週期和進程有關係。但是如果程序員聲明瞭static的變量，就直接在棧中運行的，進程銷燬了，不一定會銷燬static變量。

　　另外爲了保證java內存不會溢出，java中有垃圾回收機制。 System.gc()即垃圾收集機制是指jvm用於釋放那些不再使用的對象所佔用的內存。java語言並不要求jvm有gc，也沒有規定gc如何工作。垃圾收集的目的在於清除不再使用的對象。gc通過確定對象是否被活動對象引用來確定是否收集該對象。

　　而其中，內存溢出就是你要求分配的java虛擬機內存超出了系統能給你的，系統不能滿足需求，於是產生溢出。

　　內存泄漏是指你向系統申請分配內存進行使用(new)，可是使用完了以後卻不歸還(delete)，結果你申請到的那塊內存你自己也不能再訪問,該塊已分配出來的內存也無法再使用，隨着服務器內存的不斷消耗，而無法使用的內存越來越多，系統也不能再次將它分配給需要的程序，產生泄露。一直下去，程序也逐漸無內存使用，就會溢出。

　　第二部分 原理

　　JAVA垃圾回收及對內存區劃分

　　在Java虛擬機規範中，提及瞭如下幾種類型的內存空間：

　　◇ 棧內存（Stack）：每個線程私有的。

　　◇ 堆內存（Heap）：所有線程公用的。

　　◇ 方法區（Method Area）：有點像以前常說的“進程代碼段”，這裏面存放了每個加載類的反射信息、類函數的代碼、編譯時常量等信息。

　　◇ 原生方法棧（Native Method Stack）：主要用於JNI中的原生代碼，平時很少涉及。

　　而Java的使用的是堆內存，java堆是一個運行時數據區，類的實例(對象)從中分配空間。Java虛擬機(JVM)的堆中儲存着正在運行的應用程序所建立的所有對象，“垃圾回收”也是主要是和堆內存（Heap）有關。

　　垃圾回收的概念就是JAVA虛擬機（JVM）回收那些不再被引用的對象內存的過程。一般我們認爲正在被引用的對象狀態爲“alive”,而沒有被應用或者取不到引用屬性的對象狀態爲“dead”。垃圾回收是一個釋放處於”dead”狀態的對象的內存的過程。而垃圾回收的規則和算法被動態的作用於應用運行當中，自動回收。

　　JVM的垃圾回收器採用的是一種分代（generational ）回收策略，用較高的頻率對年輕的對象(young generation)進行掃描和回收，這種叫做minor collection，而對老對象(old generation)的檢查回收頻率要低很多，稱爲major collection。這樣就不需要每次GC都將內存中所有對象都檢查一遍，這種策略有利於實時觀察和回收。

　　（Sun JVM 1.3 有兩種最基本的內存收集方式：一種稱爲copying或scavenge，將所有仍然生存的對象搬到另外一塊內存後，整塊內存就可回收。這種方法有效率，但需要有一定的空閒內存，拷貝也有開銷。這種方法用於minor collection。另外一種稱爲mark-compact，將活着的對象標記出來，然後搬遷到一起連成大塊的內存，其他內存就可以回收了。這種方法不需要佔用額外的空間，但速度相對慢一些。這種方法用於major collection. ）

　　一些對象被創建出來只是擁有短暫的生命週期，比如 iterators 和本地變量。另外一些對象被創建是擁有很長的生命週期，比如持久化對象等。

　　垃圾回收器的分代策略是把內存區劃分爲幾個代，然後爲每個代分配一到多個內存區塊。當其中一個代用完了分配給他的內存後，JVM會在分配的內存區內執行一個局部的GC（也可以叫minor collection）操作，爲了回收處於“dead”狀態的對象所佔用的內存。局部GC通常要比Full GC快很多。

JVM定義了兩個代，年輕代（yong generation）（有時稱爲“nursery”託兒所）和老年代(old generation)。年輕代包括 “Eden space（伊甸園）”和兩個“survivor spaces”。虛擬內存初始化的時候會把所有對象都分配到 Eden space，並且大部分對象也會在該區域被釋放。 當進行 minor GC的時候，VM會把剩下的沒有釋放的對象從Eden space移動到其中一個survivor spaces當中。此外，VM也會把那些長期存活在survivor spaces 裏的對象移動到 老生代的“tenured” space中。當 tenured generation 被填滿後，就會產生Full GC，Full GC會相對比較慢因爲回收的內容包括了所有的 live狀態的對象。pemanet generation這個代包括了所有java虛擬機自身使用的相對比較穩定的數據對象，比如類和對象方法等。

　　關於代的劃分，可以從下圖中獲得一個概況：





      第三部分 總結

　　內存溢出主要是由於代碼編寫時對某些方法、類應用不合理，或者沒有預估到臨時對象會佔用很大內存量，或者把過多的數據放入JVM緩存，或者性能壓力大導致消息堆積而佔用內存，以至於在性能測試時，生成龐大數量的臨時對象，GC時沒有做出有效回收甚至根本就不能回收，造成內存空間不足，內存溢出。

　　如果編碼之前，對內存使用量進行預估，對放在內存中的數據進行評估，保證有用的信息儘快釋放，無用的信息能夠被GC回收，這樣在一定程度上是可以避免內存溢出問題的。