JAVA对象内存管理(暴力测试)

news/2024/7/20 12:49:28 标签: java, 内存泄漏, 内存管理, 堆栈

JAVA面向对象

JAVA对象内存管理栈和方法区解析

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对象内存管理

首先请大家时刻记住一个概览:

两室一厅、两室一厅、两室一厅

最大最灵活的是堆，其次是栈，这些都是随程序运行而不断变化的，最后是方法区，方法区相对固定

堆内存

在这里插入图片描述

堆内容(最灵活、也是唯一让程序员自动控制的空间，也是java占用绝大内存的部分)

堆是专门储存使用new关键字创建的对象实例的空间。
例如:Emp eric = new Emp();

程序员创建的每一个对象，地址都是储存在堆中，每new一次就开辟一次空间，而且每一次开辟都有一个唯一的地址值。

地址值一般都是存在栈中
在这里插入图片描述

生活案例:

现实中，大家去饭馆点菜，new运算就好像你点了一盘糖醋排骨，人厨师就给你做了一盘糖醋排骨端上来，堆就好像，你面前的一张大桌子，菜摆哪儿无所谓，只要摆的下就行，而栈就好像饥饿难耐的你一样，眼睛直勾勾的盯着
堆中的一个对象，也就是桌子上的这盘菜。

对象的生命周期：

在这里插入图片描述

什么是生命周期？

其实就是一个对象何时创建出来，又何时销毁的，也就是一个对象在内存中，从产生到结束的过程。

生活案例:就好像饭店吃完了饭，服务员开始收拾残羹剩饭。

如果一个对象被回收了，那么这个对象就消失没有了

JAVA程序的内存泄漏问题

我们先来一个小案例:

在这里插入图片描述

java">package day05;

public class Memory {
    public static void main(String[] args) {
        /*对象生命周期的测试*/
        //我点了一份小笼包，一笼4个
        char[] my = new char[]{'包','包','包','包'};
        //女朋友点了一份烧麦，一份5个
        char[] gf = new char[]{'烧','烧','烧','烧','烧'};
        //我吃完了所有的小笼包
        for (int i = 0; i<my.length; i++) {
            my[i]=0;
        }
        //女朋友只吃了2个烧麦
        gf[0]=0;
        gf[1]=0;
        System.out.println(gf);
        //我的包子吃完了，我去吃女朋友的烧麦
        System.out.println("我去吃女朋友的烧麦");
        my=gf; //把gf 堆中的地址值传给了 my
        //我吃了第三个烧麦
        my[2]=0;
        //女朋友吃了第四个烧麦
        gf[3]=0;
        System.out.println(gf);
    }
}

在练习案例中。我们会发现装小笼包的盘子已经空了，在生活中，我们一般会喊服务员收走，在java中，JVM自带一个垃圾回收机制，会帮我们把这个废弃的对象收走或者说删除掉

但是可能会发生延迟的情况，不能保证在第一时间被收走。
生活案例:就好比饭馆用餐高峰期，服务员忙不过来，不能第一时间把垃圾收走，垃圾没被收走，桌子也就无法使用，也就无法在接待新的客人。
…
这种情况就是一种资源浪费。

对于这种资源的浪费，在程序中，我们统称为“内存泄漏”。

这种内存泄漏不可避免，如果严重就麻烦了，会导致放弃对象堆积越来越多，内存空间越来越少，最终导致程序崩溃！

那么我们应该如何从自身小事做起，减少这种内存泄漏呢？

1.内存泄漏是指,废弃的对象没有被及时的回收。
2.严重的内存泄漏会导致内存中的废弃对象越来越多,直到内存占满程序崩溃。
3.垃圾回收器判断对象何时回收的依据是 “该对象是否还有变量正在引用”。
4.建议:确定一个引用变量指向的对象不再使用时,应该及时将引用类型变量设置为null。

注意：所以今后只要大家确定引用类型的变量 所指向的变量不在使用，就要立刻把这个对象赋值为null，也就是告诉JVM这个对象我不要了

我们还是以上面的例子 举例：
比如说：我女朋友吃完最后一个烧麦，准备离开了，那么内存中会怎么样呢？

java">package day05;

public class Memory {
    public static void main(String[] args) {
        /*对象生命周期的测试*/
        //我点了一份小笼包，一笼4个
        char[] my = new char[]{'包','包','包','包'};
        //女朋友点了一份烧麦，一份5个
        char[] gf = new char[]{'烧','烧','烧','烧','烧'};
        //我吃完了所有的小笼包
        for (int i = 0; i<my.length; i++) {
            my[i]=0;
        }
        //女朋友只吃了2个烧麦
        gf[0]=0;
        gf[1]=0;
        System.out.println(gf);
        //我的包子吃完了，我去吃女朋友的烧麦
        System.out.println("我去吃女朋友的烧麦");
        my=gf; //把gf 堆中的地址值传给了 my
        //我吃了第三个烧麦
        my[2]=0;
        //女朋友吃了第四个烧麦
        gf[3]=0;
        System.out.println(gf);
        //女朋友吃了最后一个烧麦，准备离开
        gf[4]=0;
        gf=null; //告诉JVM这个变量我不要了
        //仅将一个gf 变量设置为null是不够的，
        //因为my 也在调用这个变量，所有2个都要设置为null
        my=null;
    }
}

需要把my 和 gf 都设置为空，JVM才会认为此对象已经废弃，无对象调用，然后回收。

System.gc()方法

生活案例:
说道这里可能会有人问了，在饭馆里吃饭，我吃的多，菜摆不下了，可以自动喊服务员帮我收拾下桌子清理掉空盘子，那么在程序中应该怎么让JVM提前帮我收拾呢？

System.gc()方法: 建议JVM马.上调度GC尽快回收废弃对象。
注意了是建议！
gc回收是有延迟的，不能保证一发现，就立刻回收！

GC何时回收废弃对象,程序员是不必关心的。
GC并不是一发现废弃对象 ,就立刻回收,都会有延迟。
当废弃对象占用内存可能比较大时,就需要调用System.gc()方法。主动请GC立刻回收。
System.gc()方法: 建议JVM马.上调度GC尽快回收废弃对象。
…
例如:先获得当前JVM最大内存,初始内存,空闲内存

  • Runtime rt=Runtime.getRuntime();
    -最大内存( M ): rt.MaxMemory()/1024/1024;
    -初始内存( M ) : rt.TotalMemory()/1024/1024;
    -空闲内存( M ): rt.FreeMemory()/1024/1024;
    然后,循环创建200个10M大小的字符数组,观察创建前后的内存变化
java">package day05;

public class showMen {
    public static void main(String[] args) {
        //堆测试
        showMen();
    }

        /**
         * 显示JVM三大内存指标
         */
        public static void showMen() {
            //要想获得JVM三大指标，必须先获得一个对象叫做运行时对象
            Runtime rt = Runtime.getRuntime();
            //maxMemory得到的是一个字节单位，我们需要换算成兆M。
            //前面的"MAX"是理论值，加如说java内存不够了，我可能会系统要，最大要到多少。
            //而"Total"是，java虚拟机一启用 占多少内存。
            //"Free":空闲的内存有多大
            System.out.println("Max:" + (rt.maxMemory() / 1024 / 1024) + "M; "
                    + "Total" + (rt.totalMemory() / 1024 / 1024) + "M; "
                    + "Free" + (rt.freeMemory() / 1024 / 1024) + "M; ");
         }
    }

运行结果：
在这里插入图片描述
解析：

Max:1813M; Total123M; Free119M;
Max:1813M：其实是个理论值，都没有实际都分配，最大就只能1813M，在大程序就崩溃了(日常生活中经常看见 某某程序无响应，就是程序崩溃了)
Total123M：这是说现在JVM分配的内存为123M，当前123M可用
Free119M：这里指是在JVM分配的123M中，还可用的内存 也可以说还剩下119可用

练习：

创建一个10M的字符数组对象，然后观察 自动回收和不主动回收的差别。

java">package day05;

public class showMen {
    public static void main(String[] args) {
        //堆测试
        showMen();
        //那么这个10M的字符数组怎么定义呢？
        //数组的长度和大小 由元素的个数决定的。
        char[] chs=new char[10*1024*1024/2];//创建一个10M的char类型
        showMen();
    }

        /**
         * 显示JVM三大内存指标
         */
        public static void showMen() {
            //要想获得JVM三大指标，必须先获得一个对象叫做运行时对象
            Runtime rt = Runtime.getRuntime();
            //maxMemory得到的是一个字节单位，我们需要换算成兆M。
            //前面的"MAX"是理论值，加如说java内存不够了，我可能会系统要，最大要到多少。
            //而"Total"是，java虚拟机一启用 占多少内存。
            //"Free":空闲的内存有多大
           System.out.println("Max:" + (rt.maxMemory() / 1024 / 1024) + "M; "
                    + "Total" + (rt.totalMemory() / 1024 / 1024) + "M; "
                    + "Free" + (rt.freeMemory() / 1024 / 1024) + "M; ");
         }
    }

输出结果:
在这里插入图片描述

解析:

我们可以发现 Total还是123M，因为我们就调用了10M对他根本没影响，所以不改变。
我们在看发现 Free少了10M，因为我们现在程序有了10M的程序被占用。

让我们加上垃圾回收来看看：

java">public class showMen {
    public static void main(String[] args) {
        //堆测试
        showMen();
        //那么这个10M的字符数组怎么定义呢？
        //数组的长度和大小 由元素的个数决定的。
        char[] chs=new char[10*1024*1024/2];//创建一个10M的char类型

        //让我们清空内存调用，执行垃圾回收
        chs = null;
        System.gc();
        showMen();
    }

   //后面部分省略 和上面一样~

运行结果：
在这里插入图片描述
我们可以发现，内存已经回收成功，注意因为我们内存占用少，gc才能快速回收，如果内存占用过大，gc可能会发生内存泄漏！

接下来暴力测试：

java">//堆测试
        showMen();
        //用循环创建测试 占用2000M，程序是否会崩溃
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            char[] chs=new char[10*1024*1024/2];
            //chs=null;
            //System.gc();
        }
        showMen();
    }
       //后面部分省略 和上面一样~

运行结果:
在这里插入图片描述
大家是不是很好奇，为什么没有崩溃？
在程序运行中，gc已经察觉到了内存可能紧张，于是自己主动启动垃圾回收，
另外我们可以发现Total和Free相差74M，是为什么呢？ 是因为刚才在清理的过程中，要到了显示的时候，还剩下74M还没来得及回收，使用就占用了！

我们可以得出结论，如果大内存占用，仅靠JVM回收，很容易内存泄漏，程序崩溃，

继续测试

我们把char内存的大小增长到10000M呢？
自动回收还回收的过来吗?

java">public class showMen {
    public static void main(String[] args) {
        //堆测试
        showMen();
        //循环创建占用2000M，程序是否会崩溃
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            char[] chs=new char[10000*1024*1024/2];
            //chs=null;
            //System.gc();
        }
        showMen();
    }
    //后面部分省略 和上面一样~

运行结果：
在这里插入图片描述我们可以发现程序报错了！这是非常著名的错误！
表示堆里的内存溢出了！

注意：频繁的调用gc，会影响程序运行的效率。
就好像生活中，你正开心的吃着饭，服务员每隔5分钟来问你，“你吃完了吗？” ，是不是也会影响你吃饭的心情和效率呢？

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