Java 消除过期的对象引用

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内存泄漏的第一个常见来源是存在过期引用。

import java.util.Arrays;
import java.util.EmptyStackException; 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];
} private void ensureCapacity() {
if (elements.length == size) {
elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
}
} public void push(Object e) {
ensureCapacity();
elements[size++] = e;
} public Object pop() {
if (size == 0) {
throw new EmptyStackException();
} return elements[--size];
} }

如果一个栈先是增长，然后再收缩，从栈中弹出来的对象不会被当作垃圾回收，即使使用栈的程序不再引用这些对象，它们也不会被回收。因为栈内部维护着对这些对象的过期引用（obsolete reference）。过期引用指永远也不会再被解除的引用。在本例中，在elements数组的“活动部分（active portion）”之外的任何引用都是过期的。活动部分指elements中下标小于size的那些元素。

如果一个对象引用被无意识地保留了，垃圾回收机制不仅不会回收这个对象，而且不会回收被这个对象所引用的所有其他对象。解决方法：一旦对象引用已经过期，只需清空这些引用即可。在本例中，只要一个元素被弹出栈，指向它的引用就过期了。修改如下：

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

清空过期引用的另一个好处是，如果它们以后又被错误地解除引用，程序会立即抛出NullPointerException异常，而不是悄悄地错误运行下去。尽快地检测出程序中的错误总是有益的。消除过期引用最好的方法是让包含该引用的变量结束其生命周期。如果在最紧凑的作用域范围内定义每一个变量（见第45条），这种情形会自然而然地发生。

只要类是自己管理内存，程序员就应该警惕内存泄漏问题。一旦元素被释放掉，该元素中包含的任何对象引用都应该被清空。

内存泄漏的第二个常见来源是缓存。

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之后很长一段时间内仍然留在缓存中。用WeakHashMap代表缓存时，当缓存中的项过期之后，它们会被自动地删除。只有当缓存项的生命周期是由该键的外部引用而不是由值决定时，WeakHashMap才起作用。

随着时间的推移，缓存项会变得越来越没有价值，缓存应该时不时地清除掉没用的项。可以由一个后台线程（可能是Timer或者ScheduledThreadPoolExecutor）来完成，或者在给缓存添加新条目时进行清理。LinkedHashMap类可以通过它的removeEldestEntry方法来实现后者。对于更加复杂的缓存，必须直接使用java.lang.ref。

内存泄漏的第三个常见来源是监听器和其他回调。

如果客户端在自己实现的API中注册回调，却没有显式地取消注册，那么除非自己采取某些动作，否则它们就会积聚。确保回调立即被当作垃圾回收的最佳方法是只保存它们的弱引用（weak reference），例如，只将它们保存为WeakHashMap中的键。

往往只有通过仔细检查代码，或者借助于Heap剖析工具（Heap Profiler）才能发现内存泄露问题。

参考资料

《Effective Java 中文版第2版》第6条：消除过期的对象引用 P21-23