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JVM——記憶體溢位和記憶體洩漏的區別

今日本帥博主在研究JVM,今天我們就來遊走於記憶體溢位與記憶體洩漏之間,且看看它們是個啥,且又有啥子區別。

1.記憶體溢位和記憶體洩漏是啥

  • 記憶體溢位 out of memory,是指程式在申請記憶體時,沒有足夠的記憶體空間供其使用,出現out of memory;比如申請了一個integer,但給它存了long才能存下的數,那就是記憶體溢位。
  • 記憶體洩露 memory leak,是指程式在申請記憶體後,無法釋放已申請的記憶體空間。

是不是覺得上文中的記憶體洩漏的定義比較難理解?

其實,記憶體洩漏用粗俗一點的話來說就是“佔著茅坑不拉粑粑”。

什麼意思呢?就是說,你向系統申請分配記憶體進行使用(new),可是使用完了以後卻不歸還(delete),而你自己出於某些原因不能再訪問到那塊記憶體(也許你把它的地址給弄丟了),這時候系統也不能再次將它分配給需要的程式。

這裡需要注意一點,即一次記憶體洩露危害可以忽略,但記憶體洩露堆積後果很嚴重,無論多少記憶體,遲早會被佔光。

危害到底有多重呢?舉個例子,上文我們說到“佔著茅坑不拉粑粑”,假設這個廁所有五個蹲位,那麼一個人佔用了一個且不離開,別人又拿它沒有辦法,那這個蹲位就用不了了,現在就只剩下四個。這樣似乎還可以接受,那麼當三個蹲位被佔用且無法被釋放的時候,剩下的兩個蹲位的壓力就很大了。當五個蹲位都被佔用且無法釋放的時候,就沒有蹲位了,那些排隊等待拉粑粑的人就沒有地方宣洩自己的粑粑,這麻煩就大了。萬一人家拉褲子了咋辦呢?對吧。記憶體洩漏也是這樣。

 

而對於溢位來說,一個盤子用盡各種方法只能裝4個果子,你裝了5個,結果掉倒地上不能吃了。這就是溢位!又比方說棧,棧滿時再做進棧必定產生空間溢位,叫上溢,棧空時再做退棧也產生空間溢位,稱為下溢。分配的記憶體不足以放下資料項序列,稱為記憶體溢位. 

注:memory leak會最終會導致out of memory!

2.記憶體洩漏的分類

發生的方式來分類的話,記憶體洩漏可以分為4類: 

  •  常發性記憶體洩漏。發生記憶體洩漏的程式碼會被多次執行到,每次被執行的時候都會導致一塊記憶體洩漏。 
  •  偶發性記憶體洩漏。發生記憶體洩漏的程式碼只有在某些特定環境或操作過程下才會發生。常發性和偶發性是相對的。對於特定的環境,偶發性的也許就變成了常發性的。所以測試環境和測試方法對檢測記憶體洩漏至關重要。 
  • 一次性記憶體洩漏。發生記憶體洩漏的程式碼只會被執行一次,或者由於演算法上的缺陷,導致總會有一塊僅且一塊記憶體發生洩漏。比如,在類的建構函式中分配記憶體,在解構函式中卻沒有釋放該記憶體,所以記憶體洩漏只會發生一次。 
  •  隱式記憶體洩漏。程式在執行過程中不停的分配記憶體,但是直到結束的時候才釋放記憶體。嚴格的說這裡並沒有發生記憶體洩漏,因為最終程式釋放了所有申請的記憶體。但是對於一個伺服器程式,需要執行幾天,幾周甚至幾個月,不及時釋放記憶體也可能導致最終耗盡系統的所有記憶體。所以,我們稱這類記憶體洩漏為隱式記憶體洩漏。 


從使用者使用程式的角度來看,記憶體洩漏本身不會產生什麼危害,作為一般的使用者,根本感覺不到記憶體洩漏的存在。上文也有說到,真正有危害的是記憶體洩漏的堆積,這會最終消耗盡系統所有的記憶體。從這個角度來說,一次性記憶體洩漏並沒有什麼危害,因為它不會堆積,而隱式記憶體洩漏危害性則非常大,因為較之於常發性和偶發性記憶體洩漏它更難被檢測到。所以我等程式設計師們在寫程式碼的時候要養成好的習慣哦(在這一點上,Java的回收機制就做的很好)。

3.記憶體溢位的原因以及解決方法

記憶體溢位常見的原因有以下幾種:

  • 記憶體中載入的資料量過於龐大,如一次從資料庫取出過多資料;
  • 集合類中有對物件的引用使用完後未清空,使得JVM不能回收;
  • 程式碼中存在死迴圈或迴圈產生過多重複的物件實體;
  • 使用的第三方軟體中的BUG;
  • 啟動引數記憶體值設定的過小

會出現問題,自然也就有解決辦法了。

記憶體溢位的解決方案:

第一步,修改JVM啟動引數,直接增加記憶體。(-Xms,-Xmx引數一定不要忘記加。)

第二步,檢查錯誤日誌,檢視“OutOfMemory”錯誤前是否有其它異常或錯誤。

第三步,對程式碼進行走查和分析,找出可能發生記憶體溢位的位置。

第四步,使用記憶體檢視工具動態檢視記憶體使用情況。

其中,第三步重點排查以下幾點:

  • 檢查對資料庫查詢中,是否有一次獲得全部資料的查詢。一般來說,如果一次取十萬條記錄到記憶體,就可能引起記憶體溢位。這個問題比較隱蔽,在上線前,資料庫中資料較少,不容易出問題,上線後,資料庫中資料多了,一次查詢就有可能引起記憶體溢位。因此對於資料庫查詢儘量採用分頁的方式查詢。
  • 檢查程式碼中是否有死迴圈或遞迴呼叫
  • 檢查是否有大迴圈重複產生新物件實體
  • 檢查對資料庫查詢中,是否有一次獲得全部資料的查詢。一般來說,如果一次取十萬條記錄到記憶體,就可能引起記憶體溢位。這個問題比較隱蔽,在上線前,資料庫中資料較少,不容易出問題,上線後,資料庫中資料多了,一次查詢就有可能引起記憶體溢位。因此對於資料庫查詢儘量採用分頁的方式查詢。
  • 檢查List、MAP等集合物件是否有使用完後,未清除的問題。List、MAP等集合物件會始終存有對物件的引用,使得這些物件不能被GC回收。

 

好啦,這次關於記憶體洩漏和記憶體溢位的探祕就算總結完啦,當然,記憶體絕對不止是這些知識點,如果大家有什麼別的發現,或者發現了我文中表述不對的地方,歡迎大家一起留言評論,我們一起學習呀~~

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