java 清空缓存实验

た入场券 2022-01-22 01:09 204阅读 0赞

# java清空缓存实验 #

在日常开发中我们经常用map等容器作为缓存，当程序执行完时一般都需要清除缓存，这些容器通常也提供clear方法。Java中不需要我们手动释放内存，我们只需不引用不需要的对象，gc自会帮助我们释放这些对象的内存。不引用不需要的对象即是将指向要清除的对象的引用置为null，这正是一般容器的clear方法所做的。 但有些时候 用常规的clear方法可能不会起到想象中的效果，未能正确清除某些对象很可能会造成内存泄漏。  
以下用jconsole工具实验一个简单的清除缓存的场景。

#### 示例代码1 ####

public static void main(String[] args) throws IOException { 
            HashMap<Integer, Map<Integer, Object>> map = new HashMap<>();
            System.in.read();
            // 向map添加元素
            for (int i = 0; i < 1000; i++) { 
                map.put(i, new HashMap<>());
                for (int j = 0; j < 1000; j++) { 
                    map.get(i).put(j,new Object());
                }
            }
            // 保存map中元素的引用
            List<Object> list = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < 1000; i++) { 
                list.add(map.get(i).get(i));
            }
            // 打印对象hashcode
            System.out.println(list.get(1).hashCode());
            System.out.println(map.get(1).get(1).hashCode());
            // 挂起等待
            System.in.read();
            System.in.read();
    
            // 清理方式一
            map.clear();
    
            // 挂起等待
            System.in.read();
            System.in.read();
            // 打印对象hashcode
            System.out.println(list.get(1).hashCode());
        }

启动该main方法后，用jconsole工具查看之。  
输入任意字符，进入向map中添加元素的步骤。  
此时jconsole可以看到堆内存明显上升：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
此时控制台输出为，可见map中的对象与保存至列表中的对象是同一个：

1   // 输入
    1637506559
    1637506559

此时在jconsole中手动执行gc，情况如下图，可见内存变化不大，之前map中的内存没有被释放。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
再键入任意值，让程序执行clear方法，然后再手动执行gc，如下图，可见，内存占用明显减少，map中元素内存被释放。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
程序输出：

1 // 输入
    1637506559

##### 分析 #####

list中存有了对map中的小map中value对象的引用，当map执行clear对象后，map中的小map无对象引用，变为不可达状态，便被gc回收释放，而每个小map中的value对象被list引用，所以这些value对象不会被释放，所以程序最后依然能输出对应的hashcode。

#### 示例代码2 ####

public static void main(String[] args) throws IOException { 
            HashMap<Integer, Map<Integer, Object>> map = new HashMap<>();
            System.in.read();
            // 向map添加元素
            for (int i = 0; i < 1000; i++) { 
                map.put(i, new HashMap<>());
                for (int j = 0; j < 1000; j++) { 
                    map.get(i).put(j,new Object());
                }
            }
            // 保存map中元素的引用
            List<Object> list = new ArrayList<>();
            List<Map> mapList = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < 1000; i++) { 
                list.add(map.get(i).get(i));
                mapList.add(map.get(i));
            }
            System.out.println(list.get(1).hashCode());
            System.out.println(map.get(1).get(1).hashCode());
            System.out.println(mapList.get(1).hashCode());
            System.out.println(map.get(1).hashCode());
            System.in.read();
            System.in.read();
    
            // 清理方式一
            map.clear();
            
            System.in.read();
            System.in.read();
            System.out.println(list.get(1).hashCode());
            System.out.println(mapList.get(1) == null ? "null" : mapList.get(1).hashCode());
            System.out.println(mapList.get(1));
            System.out.println(mapList.get(1).hashCode());
        }

与示例1中相同的操作，向map中添加元素后，堆内存明显上升：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
此时控制台输出如下，可见map中元素与list中对应元素引用同一个地址。

1  // 输入
    1637506559
    1637506559
    -949552894
    -949552894

再输入任意字符，执行map的clear方法，然后在jconsole手动执行gc，对内存变化如下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
可见，这次clear方法执行后gc时并不能将map中的元素回收，因为listMap中持有着对map中元素的引用，所以这些元素是可达状态，不能被回收。

#### 示例代码3 ####

public static void main(String[] args) throws IOException { 
            HashMap<Integer, Map<Integer, Object>> map = new HashMap<>();
            System.in.read();
            // 向map添加元素
            for (int i = 0; i < 1000; i++) { 
                map.put(i, new HashMap<>());
                for (int j = 0; j < 1000; j++) { 
                    map.get(i).put(j,new Object());
                }
            }
            // 保存map中元素的引用
            List<Object> list = new ArrayList<>();
            List<Map> mapList = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < 1000; i++) { 
                list.add(map.get(i).get(i));
                mapList.add(map.get(i));
            }
            System.out.println(list.get(1).hashCode());
            System.out.println(map.get(1).get(1).hashCode());
            System.out.println(mapList.get(1).hashCode());
            System.out.println(map.get(1).hashCode());
            System.in.read();
            System.in.read();
    
            // 清理方式二
            for (Map m : map.values()) { 
                m.clear();
            }
            map.clear();
    
            System.in.read();
            System.in.read();
            System.out.println(list.get(1).hashCode());
            System.out.println(mapList.get(1) == null ? "null" : mapList.get(1).hashCode());
            System.out.println(mapList.get(1));
            System.out.println(mapList.get(1).hashCode());
        }

同样的操作，向map中添加内容然后手动gc，情况如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
再执行清理方式二，便是每一个map中的小map都执行一次clear方法，之后再手动gc，情况如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
可见，这次map中元素对象内存被成功回收。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220122/64fea4e5328d4ac294c30edcc524e784.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220122/f950448e7041434ba5095aee9dd14e6a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220122/cbc276711b3b49d990e358fd328d13eb.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20220122/86759b90b2ef4fba8277572fe99d9c8a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20220122/eaf90127f0b3444e9e9f069eb01f3f44.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20220122/04edd0c4a198438384216507fae3df86.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODY4Nzkw_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20220122/ac83cec325ab485f8ae1a575a156440f.png