6. 【创建和销毁对象】消除过期的对象引用

古城微笑少年丶 2022-08-20 04:26 163阅读 0赞

本文是《Effective Java》读书笔记第6条，其中内容可能会结合实际应用情况或参考其他资料进行补充或调整。

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我们都知道，Java语言的优势之一就是具有垃圾回收技能，这一点尤其是对一些从C或C++语言转过来的程序猿来说感觉尤其方便，仿佛使用Java就不需要考虑内存管理的事情了，真的是这样吗？

## 无意识的对象保持 ##

先看下边的代码，这段代码用于实现一个简单的栈：

public class MyStack { 
    
        private Object[] elements;
        private int size = 0;
        private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
    
        public MyStack() {
            elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
        }
    
        public void ensureCapacity() {
            if (elements.length == size) {
                elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
            }
        }
    
        public void push(Object o) {
            ensureCapacity();
            elements[size++] = o;
        }
    
        public Object pop() {
            if (size == 0) {
                throw new EmptyStackException();
            }
            return elements[--size];
        }
    }

程序中并没有明显的错误，测试可用，但其实程序中存在内存泄漏。  
当栈的长度增长由收缩后，那么从栈中`pop`出的对象不会被当做垃圾回收，而实际上根据栈的使用特点，这些对象在使用之后就不会再被引用了。  
这是因为栈内部维持着对这些对象的过期引用（指永远不会再被解除的引用）。  
![这里写图片描述][20160131110004844]  
有时候内存泄漏是很隐蔽的，假设过期引用指向的对象内还含有更多的过期引用，就会形成链状或树状引用，这些引用指向的对象同样不会被垃圾回收，从而影响性能。  
这类问题的修复方法很简单：一旦对象引用过期，只需清空这些引用即可。不多解释，下边代码中找吧：

public Object pop() {
            if (size == 0) {
                throw new EmptyStackException();
            }
            Object result = elements[--size];
            elements[size] = null;    // 清除引用
            return result;
        }

清空过期引用还有个好处，就是如果它以后又被错误地解除引用，程序就会立即抛出空指针异常，而不是悄悄地错误运行下去。尽快得检查出程序中的错误总是有益的。

> 清除对象引用应该是一种例外，而不是一种规范行为。以上内容并不是让您一旦不再使用某个对象，就立马清除其引用，这样做既没有必要也不是我们所期望的。最好的方法是让包含该引用的变量结束其生命周期。如果您是在最紧凑的作用域范围内定义每个变量，这种情况就会自然而然地发生。那MyStack类的哪些特性导致了它易于内存泄漏呢？问题在于MyStack类自己管理内存，也就是elements数组，这种情况下就需要额外关注。

## 缓存 ##

内存泄漏的另一个常见来源是缓存。一旦您把对象引用放到缓存中，它就很容易被遗忘掉，从而使得它不再有用但仍然留在缓存中。  
如果您正要实现这样的缓存，可以用WeakHashMap代表缓存，当缓存中的项过期后，它们就会自动删除。若要使某缓存项有意义，只要在缓存之外保存对这个项的键的引用即可。  
更为常见的情形则是，缓存项的生命周期是否有意义并不是很确定，随着时间的推移，其中的项会变得原来越没有价值。这时候利用LinkedHashMap类的`removeEldestEntry`方法可以很容易实现。对于更复杂的缓存，必须直接使用java.lang.ref。

> java.lang.ref包提供了与Java垃圾回收器密切相关的引用类，包括我们日常使用的**强类型**，刚才提到的**弱引用**，以及能够根据JVM的内存状况“智能”处理引用清理的**软引用**等，具体请见[深入探讨java.lang.ref][java.lang.ref]。

## 监听器及回调 ##

内存泄漏的第三个常见来源是监听器和其他回调。如果您实现了一个API，客户端在这个API中注册回调，却没有显式地取消注册，那么除非您采取某些动作，否则它们就会积累。确保回调立即被当成垃圾回收的最佳方法是只保存它们的弱引用，例如，只将它们保存成WeakHashMap中的键。

## 最后 ##

由于内存泄漏通常不会有明显的错误或异常，所以可以在一个系统中存在多年。往往只有通过仔细的代码检查，或是借助Heap剖析工具才能发现内存泄漏问题。因此，如果能够在内存泄漏发生之前就知道如何预测此类问题，并阻止它们发生，那就再好不过了。

[20160131110004844]: /images/20220731/19294436d13b4d12b51f57a47be24c34.png
[java.lang.ref]: https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-langref/