用java编写的程序存在内存泄露吗？ 大家可能认为JVM(java虚拟机)有良好的垃圾回收机制(GC), 不想C/C++那样需要手动回收内存。然而事实是，JVM也是基于一些算法来进行的，在满足一定条件下才能回收内存。

所以，一旦一个内存不能使用需要回收，但却不满足JVM 垃圾回收算法的条件时，那块内存就无法被GC回收，这时就会产生内存泄露。

        为了讲解java内存泄露的几种情形，我们需要简单的介绍一下JVM垃圾回收器的回收算法。所谓垃圾回收，就是查找那些分配的、但没有任何对象指向（引用）的内存。举个简单的例子，

  public void f(){ String str = new String(); }

        那么，当调用完函数f()后，函数内部对象str不会被任何别的对象引用，此时垃圾回收器就会回收str指向的空间。这就是最简单的情形。对于一个java程序，在运行时，先会由JVM的加载进来，内部个对象也在创建、运行过程中会相互引用，从而形成一个复杂的引用关系图。GC就会一直检测这张图中的个对象，一旦发现某个对象没有任何其它对象指向它，GC就会试着去回收它的内存空间。基于这个原理，jvm中常用的回收算法主要有：

       1. 引用计数法
       引用计数法是唯一没有使用根集的垃圾回收的法，该算法使用引用计数器来区分存活对象和不再使用的对象。一般来说，堆中的每个对象对应一个引用计数器。当每一次创建一个对象并赋给一个变量时，引用计数器置为1。当对象被赋给任意变量时，引用计数器每次加1当对象出了作用域后(该对象丢弃不再使用)，引用计数器减1，一旦引用计数器为0，对象就满足了垃圾收集的条件。 
基于引用计数器的垃圾收集器运行较快，不会长时间中断程序执行，适宜地必须 实时运行的程序。但引用计数器增加了程序执行的开销，因为每次对象赋给新的变量，计数器加1，而每次现有对象出了作用域生，计数器减1。 

　　2. tracing算法
         tracing算法是为了解决引用计数法的问题而提出，它使用了根集的概念。基于tracing算法的垃圾收集器从根集开始扫描，识别出哪些对象可达，哪些对象不可达，并用某种方式标记可达对象，例如对每个可达对象设置一个或多个位。在扫描识别过程中，基于tracing算法的垃圾收集也称为标记和清除(mark-and-sweep)垃圾收集器. 

        3. compacting算法
        为了解决堆碎片问题，基于tracing的垃圾回收吸收了Compacting算法的思想，在清除的过程中，算法将所有的对象移到堆的一端，堆的另一端就变成了一个相邻的空闲内存区，收集器会对它移动的所有对象的所有引用进行更新，使得这些引用在新的位置能识别原来 的对象。在基于Compacting算法的收集器的实现中，一般增加句柄和句柄表。

      4. copying算法
       该算法的提出是为了克服句柄的开销和解决堆碎片的垃圾回收。它开始时把堆分成 一个对象 面和多个空闲面， 程序从对象面为对象分配空间，当对象满了，基于coping算法的垃圾 收集就从根集中扫描活动对象，并将每个 活动对象复制到空闲面(使得活动对象所占的内存之间没有空闲洞)，这样空闲面变成了对象面，原来的对象面变成了空闲面，程序会在新的对象面中分配内存。 
一种典型的基于coping算法的垃圾回收是stop-and-copy算法，它将堆分成对象面和空闲区域面，在对象面与空闲区域面的切换过程中，程序暂停执行。 

     5. generation算法
       stop-and-copy垃圾收集器的一个缺陷是收集器必须复制所有的活动对象，这增加了程序等待时间，这是coping算法低效的原因。在程序设计中有这样的规律：多数对象存在的时间比较短，少数的存在时间比较长。因此，generation算法将堆分成两个或多个，每个子堆作为对象的一代(generation)。由于多数对象存在的时间比较短，随着程序丢弃不使用的对象，垃圾收集器将从最年轻的子堆中收集这些对象。在分代式的垃圾收集器运行后，上次运行存活下来的对象移到下一最高代的子堆中，由于老一代的子堆不会经常被回收，因而节省了时间。 

      6. adaptive算法
      在特定的情况下，一些垃圾收集算法会优于其它算法。基于Adaptive算法的垃圾收集器就是监控当前堆的使用情况，并将选择适当算法的垃圾收集器。

      

      通过对以上各算法的对比，我们可以看出，这些算法的目的在于尽可能的高效的去回收所有的垃圾内存。为了发现内存泄露的情形，我们可以看到各算法中回收条件如下：

        1. 引用计数法 的回收条件是：对象的引用计数器为0。

        2. tracing算法、compacting算法、copying算法、 generation算法、adaptive算法的回收条件是：对象不可达。

      也就是说，一旦一个对象被引用，那么GC就无法回收，什么情况下会产生该回收而不能回收的现象（内存泄露）呢?   常见的有以下几种：

      1. 对象的循环引用： A对象指向B对象， B对象又指向A对象，这时，gc将不能回收A和B。注：引用计数算法无法解决给情形下的内存泄露，但根据对象不可达原则可以回收。无论如何，应该尽可能避免循环引用。

      2. 长生命期引用短生命期变量：比如将一个函数内部的对象返回，然后用一个class的static变量引用它，那么这个函数内部的变量将永远无法被回收，原因在于，class的static变量在加载到jvm中时就会被创建，导致那个函数内部变量一直处于被引用状态。

     关于内存泄露，在《Bitter Java》这本书中有较详细的介绍。

 

 

       参考文献：

       1.  http://www.blogjava.net/Jack2007/archive/2008/04/11/192288.html

       2.  http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/l-JavaMemoryLeak/

 

作者： 豆博草堂