JVM故障排查利器之二：堆内存泄漏剖析

引言

在了解堆内存泄漏之前，我们有必要先复习下JVM运行时内存分配策略，JVM将内存划分为五个部分，分别是程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈、Java堆和方法区。其中，Java堆用于存放对象实例，方法区存放类信息，栈和本地方法栈则用来执行线程。

而Java堆是JVM发生OutOfMemoryError的最常见原因，故而，堆内存泄漏是我们在性能测试时需要重点关注的一项指标，通过对JVM堆内存泄漏的剖析，我们可轻松找到性能问题之所在，找出导致内存泄漏发生的代码段。

一、堆内存泄漏现象及原因

堆内存泄漏的现象就是对象的生命周期结束后，它所占用的内存却没有被及时回收，从而导致堆内存的使用率不断升高，最终导致OutOfMemoryError。

导致堆内存泄漏的原因有以下几点：

1. 对象引用仍然存在 ：即对象的生命周期已经结束，但仍然有指向该对象的引用，导致垃圾回收器无法回收该对象，从而发生内存泄漏。
2. 循环引用 ：当两个或多个对象相互引用时，导致垃圾回收器无法回收其中任何一个对象，从而发生内存泄漏。
3. 静态对象 ：静态对象的生命周期与程序的生命周期一致，一旦创建后，除非程序结束，否则无法被回收，从而可能导致内存泄漏。
4. 线程局部对象 ：线程局部对象是为每个线程单独创建的对象，在某个线程结束时，线程局部对象并不会被回收，从而可能导致内存泄漏。

二、如何查找堆内存泄漏

对于堆内存泄漏的现象，可以使用内存分析工具来查找泄漏点，下面介绍两种常用的方法：

1. 使用JVisualVM分析内存 ：

   • 启动JVisualVM并连接到正在运行的应用程序
   • 在“监视”选项卡中选择“内存”选项卡
   • 在“对象”选项卡中，找到占用内存较大的对象
   • 在“引用”选项卡中，找到引用这些对象的引用链
   • 根据引用链，找到导致内存泄漏的代码段

2. 使用Eclipse MAT分析内存 ：

   • 启动Eclipse MAT并打开要分析的堆转储文件
   • 在“Overview”选项卡中，查看堆内存的使用情况
   • 在“Dominator Tree”选项卡中，找到占用内存较大的对象
   • 在“References”选项卡中，找到引用这些对象的引用链
   • 根据引用链，找到导致内存泄漏的代码段

三、如何解决堆内存泄漏

解决堆内存泄漏的常用方法有以下几点：

1. 消除对象引用 ：如果对象的生命周期已经结束，则应该及时消除对该对象的引用，使垃圾回收器能够回收该对象。
2. 消除循环引用 ：如果存在循环引用，则应该修改代码，消除循环引用，使垃圾回收器能够回收对象。
3. 谨慎使用静态对象 ：只有在必要时才创建静态对象，并且在不需要时及时销毁静态对象。
4. 谨慎使用线程局部对象 ：只有在必要时才创建线程局部对象，并且在不需要时及时销毁线程局部对象。

四、如何预防堆内存泄漏

为了预防堆内存泄漏，可以采取以下措施：

1. 使用适当的对象引用范围 ：只在必要时才创建对象引用，并且在不需要时及时销毁对象引用。
2. 使用适当的循环引用处理方法 ：在使用循环引用时，应该使用适当的处理方法来消除循环引用。
3. 谨慎使用静态对象 ：只有在必要时才创建静态对象，并且在不需要时及时销毁静态对象。
4. 谨慎使用线程局部对象 ：只有在必要时才创建线程局部对象，并且在不需要时及时销毁线程局部对象。
5. 使用内存分析工具定期检查堆内存的使用情况 ：通过定期检查堆内存的使用情况，可以及时发现内存泄漏问题，并及时解决。

结语

堆内存泄漏是导致OutOfMemoryError最常见的原因，通过对JVM堆内存泄漏的剖析，我们可轻松找到性能问题之所在，找出导致内存泄漏发生的代码段。因此，在日常的开发工作中，我们应该注意预防堆内存泄漏的发生，并定期检查堆内存的使用情况，及时发现内存泄漏问题，并及时解决。