一、内存泄漏的理解与分类
1.1、何为内存泄漏
可达性分析算法来判断对象是否是不再使用的对象，本质都是判断一个对象是否还被引用。那么对于这种情况下，由于代码的实现不同就会出现很多种内存泄漏问题（让JVM误以为此对象还在引用中，无法回收，造成内存泄漏）。
- 是都还被试用？
- 是否还被需要？
1.2、内存泄漏（memory leak）的理解
严格来说，只有对象不会再被程序用到了，但是Gc又不能回收他们的情况，才叫内存泄漏。
但实际情况很多时候一些不太好的实践（或疏忽）会导致对象的生命周期变得很长甚至导致OOM，也可以叫做宽泛意义上的“内存泄漏”。
对象×引用对象 Y，x的生命周期比Y 的生命周期长;
那么当Y生命周期结束的时候，x依然引用着Y，这时候，垃圾回收期是不会回收对象Y的;
如果对象x还引用着生命周期比较短的A、B、C，对象A又引用着对象 a、b、c，这样就可能造成大量无用的对象不能被回收，进而占据了内存资源，造成内存泄漏，直到内存溢出。
1.3、内存泄漏与内存溢出的关系：
1.3.1、内存泄漏（ memory leak )
申请了内存用完了不释放，比如一共有1024M 的内存，分配了512M的内存一直不回收，那么可以用的内存只有521M 了，仿佛泄露掉了一部分;
通俗一点讲的话，内存泄漏就是【占着茅坑不拉shi】。
1.3.2、内存溢出（out of memory)
申请内存时，没有足够的内存可以使用;
通俗一点儿讲，一个厕所就三个坑，有两个站着茅坑不走的（内存泄漏），剩下最后一个坑，厕所表示接待压力很大，这时候一下子来了两个人，坑位（内存）就不够了，内存泄漏变成内存溢出了。
可见，内存泄漏和内存溢出的关系:内存泄漏的增多，最终会导致内存溢出。
1.4、泄漏的分类
- 经常发生: 发生内存泄露的代码会被多次执行，每次执行，泄露一块内存;
- 偶然发生: 在某些特定情况下才会发生;
- 一次性: 发生内存泄露的方法只会执行一次;
隐式泄漏: 一直占着内存不释放，直到执行结束;严格的说这个不算内存泄漏，因为最终释放掉了,
二、Java内存泄漏的8中情况
2.1-静态集合类
静态集合类，如HashMap、LinkedList等等。如果这些容器为静态的，那么它们的生命周期与JVM程序一致，则容器中的对象在程序结束之前将不能被释放，从而造成内存泄漏。简单而言，长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用，尽管短生命周期的对象不再使用，但是因为长生命周期对象持有它的引用而导致不能被回收。
public class MemoryLeak {static List list = new ArrayList();public void oomTests() {//局部变量Object obj = new Object();list.add(obj);}}
2.2-单例模式
单例模式，和静态集合导致内存泄露的原因类似，因为单例的静态特性，它的生命周期和JVM 的生命周期一样长，所以如果单例对象如果持有外部对象的引用，那么这个外部对象也不会被回收，那么就会造成内存泄漏。
2.3-内部类持有外部类
内部类持有外部类，如果一个外部类的实例对象的方法返回了一个内部类的实例对象。
这个内部类对象被长期引用了，即使那个外部类实例对象不再被使用，但由于内部类持有外部类的实例对象，这个外部类对象将不会被垃圾回收，这也会造成内存泄漏。2.4-各种连接，如数据库连接、网络连接和IO连接等
各种连接，如数据库连接、网络连接和IO连接等。
在对数据库进行操作的过程中，首先需要建立与数据库的连接，当不再使用时，需要调用close方法来释放与数据库的连接。只有连接被关闭后，垃圾回收器才会回收对应的对象。
否则，如果在访问数据库的过程中，对Connection、Statement或ResultSet不显性地关闭，将会造成大量的对象无法被回收，从而引起内存泄漏。pubiic static void main( string[ ] args) {try {Connection conn = null;Class.forName( "com.mysql.jdbc.Driver" );conn = DriverManager.getConnection( "ur1","","");Statement stmt = conn.createstatement();Resultset rs = stmt.executeQuery("....");}catch(Exception e){//异常日志}finally{//1.关闭结果集Statement//2.关闭声明的对象ResultSet//3.关闭连接Connection}}
2.5-变量不合理的作用域
变量不合理的作用域。一般而言，一个变量的定义的作用范围大于其使用范围，很有可能会造成内存泄漏。另一方面，如果没有及时地把对象设置为null，很有可能导致内存泄漏的发生。
public class UsingRandom {private String msg;public void receiveMsg(){readFromNet( );//从网络中接受数据保存到msg中saveDB();//把msg保存到数据库中}}
如上面这个伪代码，通过readFromNet方法把接受的消息保存在变量msg中，然后调用saveDB方法把msg的内容保存到数据库中，此时msg已经就没用了，由于msg的生命周期与对象的生命周期相同，此时msg还不能回收，因此造成了内存泄漏。
实际上这个msg变量可以放在receiveMsg方法内部，当方法使用完，那么msg的生命周期也就结束，此时就可以回收了。还有一种方法，在使用完msg后，把msg设置为null，这样垃圾回收器也会回收msg的内存空间。
2.6-改变哈希值
改变哈希值，当一个对象被存储进HashSet集合中以后，就不能修改这个对象中的那些参与计算哈希值的字段了。
否则，对象修改后的哈希值与最初存储进HashSet集合中时的哈希值就不同了，在这种情况下，即使在contains方法使用该对象的当前引用作为的参数去HashSet集合中检索对象，也将返回找不到对象的结果，这也会导致无法从HashSet集合中单独删除当前对象，造成内存泄漏。
这也是 String为什么被设置成了不可变类型，我们可以放心地把 String存入 HashSet，或者把String当做HashMap的key值;
当我们想把自己定义的类保存到散列表的时候，需要保证对象的 hashCode不可变。
举例1:
package studies.memoryyleak;import java.util.HashSet;/*** @Date: 2021/5/18* @Time: 13:40* @BelongsProject base* @BelongsPackage studies.memoryyleak* 演示内存泄漏*/public class ChangeHashCode1 {public static void main(String[] args) {HashSet<Point> hs = new HashSet<>();Point cc = new Point();//hashCode = 41;cc.setX(10);hs.add(cc);//hashCode = 51，此行为导致了内存的泄漏，cc.setX(20);//false因为HashSet是根据对象的hashCode来寻找存储位置System.out.println("hs.remove = "+hs.remove(cc));hs.add(cc);//size = 2;System.out.println("hs.size = "+hs.size());System.out.println(hs);}}class Point{int x;public int getX() {return x;}public void setX(int x) {this.x = x;}@Overridepublic int hashCode(){final int prime = 31;int result = 1;result = prime * result + x;return result;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) {return true;}if (o == null || getClass() != o.getClass()) {return false;}Point point = (Point) o;return x == point.x;}@Overridepublic String toString() {return "Point{" +"x=" + x +'}';}}
举例2:
package studies.memoryyleak;import java.util.HashSet;/*** @author: wuchang* @Date: 2021/5/19* @Time: 7:29* @BelongsProject base* @BelongsPackage studies.memoryyleak* 演示内存泄漏*/public class ChangeHashCode {public static void main(String[] args) {HashSet set = new HashSet();Person p1 = new Person(1001, "AA");Person p2 = new Person(1002, "BB");set.add(p1);set.add(p2);//导致了内存的泄漏p1.name = "CC";//删除失败set.remove(p1);System.out.println(set);//根据cc的hashCode，当前的1001不会跟已经存入1001进行equals比较//所以能存进去set.add(new Person(1001,"CC"));System.out.println(set);//虽然这里1001的hashCode值跟第一存入的是一样的，// 但进行equals比较的时候name值不一样所以也能存进去set.add(new Person(1001,"AA"));System.out.println(set);}}class Person{int id;String name;public Person(int id, String name) {this.id = id;this.name = name;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Person person = (Person) o;return id == person.id && name.equals(person.name);}@Overridepublic int hashCode() {int result = id;result = 31 * result + (name != null ? name.hashCode() : 0);return result;}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"id=" + id +", name='" + name + '\'' +'}';}}
2.7-缓存泄漏
内存泄漏的另一个常见来源是缓存，一旦你把对象引用放入到缓存中，他就很容易遗忘。比如:之前项目在一次上线的时候，应用启动奇慢直到夯死，就是因为代码中会加载一个表中的数据到缓存（内存)中，测试环境只有几百条数据，但是生产环境有几百万的数据。
对于这个问题，可以使用WeakHashMap代表缓存，此种Map的特点是，当除了自身有对key的引用外，此key没有其他引用那么此map会自动丢弃此值。
例子：
package studies.memoryyleak;import java.util.HashMap;import java.util.Map;import java.util.WeakHashMap;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** @Date: 2021/5/19* @Time: 7:54* @BelongsProject base* @BelongsPackage studies.memoryyleak*/public class MapTest {static Map wMap = new WeakHashMap();static Map map = new HashMap();public static void main(String[] args) {init();testWeakHashMap();testHashMap();}public static void init(){String ref1 = new String( "obejct1");String ref2 = new String( "obejct2");String ref3 = new String( "obejct3");String ref4 = new String( "obejct4");wMap.put(ref1, "cacheObject1");wMap.put(ref2, "cacheObject2");map.put(ref3, "cacheObject3");map.put(ref4, "cacheObject4");System.out.println("String引用ref1，ref2，ref3，ref4 消失");}public static void testWeakHashMap(){System.out.println( "WeakHashMap GC之前");for (Object o : wMap.entrySet()){System.out.println(o);}System.gc();try {TimeUnit.SECONDS.sleep(5);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("WeakHashMap GC之后");for (Object o : wMap.entrySet()){System.out.println(o);}}public static void testHashMap(){System.out.println( "testHashMap GC之前");for (Object o : map.entrySet()){System.out.println(o);}System.gc();try {TimeUnit.SECONDS.sleep(5);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("testHashMap GC之后");for (Object o : map.entrySet()){System.out.println(o);}}}///////////////////////////控制台输出：String引用ref1，ref2，ref3，ref4 消失WeakHashMap GC之前obejct2=cacheObject2obejct1=cacheObject1WeakHashMap GC之后testHashMap GC之前obejct4=cacheObject4obejct3=cacheObject3testHashMap GC之后obejct4=cacheObject4obejct3=cacheObject3
上面代码和图示主演演示WeakHashMap如何自动释放缓存对象，当init函数执行完成后，局部变量宁符串引用weakd1,weakd2,d1,d2都会消失，此时只有静态map中保存中对字符串对象的引用，可以看到，调用gc之后，HashMap的没有被回收，而WeakHashMap里面的缓存被回收了。
2.8-监听器和回调
内存泄漏另一个常见来源是监听器和其他回调，如果客户端在你实现的APT中注册回调，却没有显示的取消，那么就会积聚。
需要确保回调立即被当作垃圾回收的最佳方法是只保存它的弱引用，例如将他们保存成为weakHashMap中的键。
三、内存泄漏案例分析
3.1、案例1
3.1.1、案例代码
package studies.memoryyleak;
import java.util.Arrays;
import java.util.EmptyStackException;
/**
* @Date: 2021/5/19
* @Time: 8:11
* @BelongsProject base
* @BelongsPackage studies.memoryyleak
*/
public class Stack {
private Object[] elements;
private int size = 0;
private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
public Stack(){
elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
}
//入栈
public void push(Object e){
ensureCapacity();
elements[size++] = e;
}
//出栈（存在内存泄漏）
public Object pop(){
if (size == 0){
throw new EmptyStackException();
}
return elements[--size];
}
//不存在内存泄漏
/*public Object pop(){
if (size == 0){
throw new EmptyStackException();
}
Object result = elements[--size];
elements[size] = null;
return result;
}*/
//数组扩容
private void ensureCapacity(){
if (elements.length == size){
elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
}
}
}
3.1.2、分析
上述程序并没有明显的错误，但是这段程序有一个内存泄漏，随着GC活动的增加，或者内存占用的不断增加，程序性能的降低就会表现出来，严重时可导致内存泄漏，但是这种失败情况相对较少。代码的主要问题在pop函数，下面通过这张图示展现
假设这个栈一直增长，增长后如下图所示
当进行大量的pop操作时，由于引用未进行置空，gc是不会释放的，如下图所示
从上图中看以看出，如果栈先增长，在收缩，那么从栈中弹出的对象将不会被当作垃圾回收，即使程序不再使用栈中的这些队象，他们也不会回收，因为栈中仍然保存这对象的引用，俗称过期引用，这个内存泄露很隐蔽。
3.1.3、解决办法
public Object pop(){
if (size == 0){
throw new EmptyStackException();
}
Object result = elements[--size];
elements[size] = null;
return result;
}
3.2、案例2
3.2.1、案例代码
3.2.2、分析
3.2.3、解决办法
1．使用线程时，一定要确保线程在周期性对象〈如Activity）销毁时能正常结束，如能正常结束，但是Activity销毁后还需执行一段时间，也可能造成泄露，此时可采用WeakReference方法来解决，另外在使用Handler的时候，如存在Delay操作，也可以采用weakReference;
2．使用Handler + HandlerThread时，记住在周期性对象销毁时调用looper.quit()方法;
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