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JVM--Java内存泄露--内部类持有外部类--原因/解决方案

Java 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

JVM--Java内存泄露--内部类持有外部类--原因/解决方案

原文网址:JVM--Java内存泄露--内部类持有外部类--原因/解决方案_IT利刃出鞘的博客-CSDN博客

简介

说明

        本文介绍Java内部类持有外部类导致内存泄露的原因以及其解决方案。

为什么内部类持有外部类会导致内存泄露

        非静态内部类会持有外部类,如果有地方引用了这个非静态内部类,会导致外部类也被引用,垃圾回收时无法回收这个外部类。

解决方案

  1. 不要让其他的地方持有这个非静态内部类的引用,直接在这个非静态内部类执行业务。
  2. 将非静态内部类改为静态内部类。
    1. 内部类改为静态的之后,它所引用的对象或属性也必须是静态的,所以静态内部类无法获得外部对象的引用,只能从 JVM 的 Method Area(方法区)获取到static类型的引用。
普通内部类 为什么要持有外部类

Java 语言中,非静态内部类的主要作用有两个:

  1. 当内部类只在外部类(主类)中使用时,匿名内部类可以让外部不知道它的存在,从而减少了代码的维护工作。
  2. 当内部类持有外部类时,它就可以直接使用外部类中的变量了,这样可以很方便的完成调用,如下代码所示:
package org.example.a;

class Outer{
    private String outerName = "Tony";

    class Inner{
        private String name;

        public Inner() {
            this.name = outerName;
        }
    }

    Inner createInner() {
        return new Inner();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Outer.Inner inner = new Outer().createInner();
        System.out.println(inner);
    }
}

但是,静态内部类就无法持有外部类和其非静态字段了。比如下边这样就会报错

package org.example.a;

class Outer{
    private String outerName = "Tony";

    static class Inner{
        private String name;

        public Inner() {
            this.name = outerName;
        }
    }

    Inner createInner() {
        return new Inner();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Outer.Inner inner = new Outer().createInner();
        System.out.println(inner);
    }
}

报错: 

复现持有外部类

代码

package org.example.a;

class Outer{
    class Inner {

    }

    Inner createInner() {
        return new Inner();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Outer.Inner inner = new Outer().createInner();
        System.out.println(inner);
    }
}

断点调试

可以看到:内部类持有外部类的对象的引用,是以“this$0”这个字段来保存的。  

复现不持有外部类

代码

package org.example.a;

class Outer{
    static class Inner {

    }

    Inner createInner() {
        return new Inner();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Outer.Inner inner = new Outer().createInner();
        System.out.println(inner);
    }
}

断点调试

可以发现:内部类不再持有外部类了。

复现内存泄露

简介

若内部类持有外部类的引用,对内部类的使用很多时,会导致外部类数目很多,无法被回收,本处在外部类存放大量的数据来模拟。

代码

package org.example.a;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Outer{
    private int[] data;

    public Outer(int size) {
        this.data = new int[size];
    }

    class Innner{

    }

    Innner createInner() {
        return new Innner();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList<>();
        int counter = 0;
        while (true) {
            list.add(new Outer(100000).createInner());
            System.out.println(counter++);
        }
    }
} 

测试

 可以看到:运行了八千多次的时候就内存溢出了。

复现不会内存泄露

简介

内部类改为静态的之后,它所引用的对象或属性也必须是静态的,所以静态内部类无法获得外部对象的引用,只能从 JVM 的 Method Area(方法区)获取到static类型的引用。

代码 

package org.example.a;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Outer{
    private int[] data;

    public Outer(int size) {
        this.data = new int[size];
    }

    static class Inner {

    }

    Inner createInner() {
        return new Inner();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList<>();
        int counter = 0;
        while (true) {
            list.add(new Outer(100000).createInner());
            System.out.println(counter++);
        }
    }
} 

测试

 可以发现:循环了四十多万此都没有内存溢出。

匿名内部类

其他网址

永远不要使用双花括号初始化实例,除非你想OOM!

为什么要持有外部类

Java 语言中,非静态内部类的主要作用有两个:

  1. 当匿名内部类只在外部类(主类)中使用时,匿名内部类可以让外部不知道它的存在,从而减少了代码的维护工作。
  2. 当匿名内部类持有外部类时,它就可以直接使用外部类中的变量了,这样可以很方便的完成调用,如下代码所示:
package org.example.a;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Demo {
    private static String name = "Tony";
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList() {{
            add("a");
            add("b");
            add(name);
        }};
        System.out.println(list);
    }
}
复现持有外部类

代码

package org.example.a;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Test{
    public List createList() {
        List list = new ArrayList() {{
            add("a");
            add("b");
        }};
        return list;
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Test().createList());
    }
}
编译查看class

命令:javac Demo.java

结果:

Idea查看Test$1.class(可以发现:持有了一个外部类Test对象)

package org.example.a;

import java.util.ArrayList;

class Test$1 extends ArrayList {
    Test$1(Test var1) {
        this.this$0 = var1;
        this.add("a");
        this.add("b");
    }
}

Idea查看Test.class

package org.example.a;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Test {
    Test() {
    }

    public List createList() {
        ArrayList var1 = new ArrayList() {
            {
                this.add("a");
                this.add("b");
            }
        };
        return var1;
    }
}

Idea查看Demo.class

package org.example.a;

public class Demo {
    public Demo() {
    }

    public static void main(String[] var0) {
        System.out.println((new Test()).createList());
    }
}
查看字节码

命令

javap -c Test$1.class

结果

Compiled from "Demo.java"
class org.example.a.Test$1 extends java.util.ArrayList {
  final org.example.a.Test this$0;

  org.example.a.Test$1(org.example.a.Test);
    Code:
       0: aload_0
       1: aload_1
       2: putfield      #1                  // Field this$0:Lorg/example/a/Test;
       5: aload_0
       6: invokespecial #2                  // Method java/util/ArrayList."":()V
       9: aload_0
      10: ldc           #3                  // String a
      12: invokevirtual #4                  // Method add:(Ljava/lang/Object;)Z
      15: pop
      16: aload_0
      17: ldc           #5                  // String b
      19: invokevirtual #4                  // Method add:(Ljava/lang/Object;)Z
      22: pop
      23: return
}

分析

关键代码的在 putfield 这一行,此行表示有一个对 Test 的引用被存入到 this$0 中,也就是说这个匿名内部类持有了外部类的引用。 

代码验证

package org.example.a;

import java.lang.reflect.Field;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Test{
    public List createList() {
        List list = new ArrayList() {{
            add("a");
            add("b");
        }};
        return list;
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        List list = new Test().createList();
        // 获取一个类的所有字段
        Field field = list.getClass().getDeclaredField("this$0");
        // 设置允许方法私有的 private 修饰的变量
        field.setAccessible(true);
        System.out.println(field.get(list).getClass());
    }
}

打个断点(注意:我这里是用Object模式(右键Variables里的this=> View as=> Object))

可见:它是持有外部类Test的对象的。

执行结果:

class org.example.a.Test
什么时候会导致内存泄露

非静态方法返回匿名内部类的引用可能导致内存泄露,例:

​class Test{
    public List createList() {
        List list = new ArrayList() {{
            add("a");
            add("b");
        }};
        return list;
    }
}

跟上边“普通内部类” 一样,若Test类里边有比较大的对象,而这些大对象根本没被用到,则会内存泄露。

不会内存泄漏的方案

方案1:业务直接处理,不返回内部类对象引用

class Test{
    public void createList() {
        List list = new ArrayList() {{
            add("a");
            add("b");
        }};
        System.out.println(list);
    }
}

方案2:匿名内部类改为静态的

        将匿名内部类改为静态的。此时,内部类不会持有外部类的对象的引用。

        为什么这样就不会内存泄露了?

        因为匿名内部类是静态的之后,它所引用的对象或属性也必须是静态的了,因此就可以直接从 JVM 的 Method Area(方法区)获取到引用而无需持久外部对象了。

代码

package org.example.a;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Test{
    public static List createList() {
        List list = new ArrayList() {{
            add("a");
            add("b");
        }};
        return list;
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Test.createList());
    }
}

执行结果

[a, b]

编译

命令:javac Demo.java

结果

Idea查看Test$1.class

package org.example.a;

import java.util.ArrayList;

final class Test$1 extends ArrayList {
    Test$1() {
        this.add("a");
        this.add("b");
    }
}
其他网址

Java内部类持有外部类的引用详细分析与解决方案_leunging的博客-CSDN博客_内部类持有外部类
Java防止非静态内部类内存泄漏

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