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优化变成了忧患:String类的split方法引起的内存泄漏

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作者 正文
   发表时间:2010-03-29  
抛出异常的爱 写道
miaow 写道
插个话:楼主怎么会传进一个几百K的字符串再切分的?觉得这场景很特别。

很有可能是这样的
爬虫把页面爬出来后
统计某些单词的使用频率

呵呵~~~~场景很贴切~
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   发表时间:2010-03-29  
jarfield 写道

原文地址:http://jarfield.iteye.com/admin/blogs/583946

 

    一直赞叹Sun对待技术的严谨和优雅(可怜的Sun)。Sun JDK中Java库的源代码,连注释都清清楚楚、规规范范,javadoc注解的使用也一丝不苟,读起来很熟舒服。因此,在日常工作和学习中,经常读读 Java库的源代码,不亦乐乎?如果遇到诡异问题,源代码的帮助就更大了。

 

    闲话少说,回归正题。这几天,一直在为Java的“内存泄露”问题纠结。Java应用程序占用的内存在不断的、有规律的上涨,最终超过了监控阈值。福尔摩 斯不得不出手了!

 

    说起Java的内存泄露,其实定义不是那么明确。首先,如果JVM没有bug,那么理论上是不会出现“无法回收的堆空间”,也就是说C/C++中的那种内 存泄露在Java中不存在的。其次,如果由于Java程序一直持有某个对象的引用,但是从程序逻辑上看,这个对象再也不会被用到了,那么我们可以认为这个 对象被泄露了。如果这样的对象数量很多,那么很明显,大量的内存空间就被泄露(“浪费”更准确一些)了。

 

    不过,本文要说的内存泄露,并不属于上述原因,因此打上了引号。其具体原因,确实出乎意料。欲知详情,请看下面讲解。

分析内存泄露的一般步骤

 

    如果发现Java应用程序占用的内存出现了泄露的迹象,那么我们一般采用下面的步骤分析

  1. 把Java应用程序使用的heap dump下来
  2. 使用Java heap分析工具,找出内存占用超出预期(一般是因为数量太多)的嫌疑对象
  3. 必要时,需要分析嫌疑对象和其他对象的引用关系。
  4. 查看程序的源代码,找出嫌疑对象数量过多的原因。

dump heap

 

    如果Java应用程序出现了内存泄露,千万别着急着把应用杀掉,而是要保存现场。如果是互联网应用,可以把流量切到其他服务器。保存现场的目的就是为了把 运行中JVM的heap dump下来。

 

    JDK自带的jmap工具,可以做这件事情。它的执行方法是:

jmap -dump:format=b,file=heap.bin <pid>
 

    format=b的含义是,dump出来的文件时二进制格式。

    file-heap.bin的含义是,dump出来的文件名是heap.bin。

    <pid>就是JVM的进程号。

    (在linux下)先执行ps aux | grep java,找到JVM的pid;然后再执行jmap -dump:format=b,file=heap.bin <pid>,得到heap dump文件。

analyze heap

 

    将二进制的heap dump文件解析成human-readable的信息,自然是需要专业工具的帮助,这里推荐Memory Analyzer

 

    Memory Analyzer,简称MAT,是Eclipse基金会的开源项目,由SAP和IBM捐助。巨头公司出品的软件还是很中用的,MAT可以分析包含数亿级对 象的heap、快速计算每个对象占用的内存大小、对象之间的引用关系、自动检测内存泄露的嫌疑对象,功能强大,而且界面友好易用。

 

    MAT的界面基于Eclipse开发,以两种形式发布:Eclipse插件和Eclipe RCP。MAT的分析结果以图片和报表的形式提供,一目了然。总之个人还是非常喜欢这个工具的。下面先贴两张官方的screenshots:

MAT的分析结果概述

MAT分析对象的大小及数量

    言归正传,我用MAT打开了heap.bin,很容易看出,char[]的数量出其意料的多,占用90%以上的内存 。一般来说,char[]在JVM确实会占用很多内存,数量也非常多,因为String对象以char[]作为内部存储。但是这次的char[]太贪婪 了,仔细一观察,发现有数万计的char[],每个都占用数百K的内存 。这个现象说明,Java程序保存了数以万计的大String对象 。结合程序的逻辑,这个是不应该的,肯定在某个地方出了问题。

 

顺藤摸瓜

 

    在可疑的char[]中,任意挑了一个,使用Path To GC Root功能,找到该char[]的引用路径,发现String对象是被一个HashMap中引用的 。这个也是意料中的事情,Java的内存泄露多半是因为对象被遗留在全局的HashMap中得不到释放。不过,该HashMap被用作一个缓存,设置了缓 存条目的阈值,导达到阈值后会自动淘汰。从这个逻辑分析,应该不会出现内存泄露的。虽然缓存中的String对象已经达到数万计,但仍然没有达到预先设置 的阈值(阈值设置地比较大,因为当时预估String对象都比较小)。

 

    但是,另一个问题引起了我的注意:为什么缓存的String对象如此巨大?内部char[]的长度达数百K。虽然缓存中的 String对象数量还没有达到阈值,但是String对象大小远远超出了我们的预期,最终导致内存被大量消耗,形成内存泄露的迹象(准确说应该是内存消 耗过多)

 

    就这个问题进一步顺藤摸瓜,看看String大对象是如何被放到HashMap中的。通过查看程序的源代码,我发现,确实有String大对象,不 过并没有把String大对象放到HashMap中,而是把String大对象进行split(调用String.split方法),然后将split出 来的String小对象放到HashMap中 了。

 

    这就奇怪了,放到HashMap中明明是split之后的String小对象,怎么会占用那么大空间呢?难道是String类的split方法有问题?

 

查看代码

 

    带着上述疑问,我查阅了Sun JDK6中String类的代码,主要是是split方法的实现:

可以看出,Stirng.split方法调用了Pattern.split方法。继续看Pattern.split方法的代码:

    注意看第9行:Stirng match = input.subSequence(intdex, m.start()).toString();

这里的match就是split出来的String小对象,它其实是String大对象subSequence的结果。继续看 String.subSequence的代码:

    String.subSequence有调用了String.subString,继续看:

    看第11、12行,我们终于看出眉目,如果subString的内容就是完整的原字符串,那么返回原String对象;否则,就会创建一个新的 String对象,但是这个String对象貌似使用了原String对象的char[]。我们通过String的构造函数确认这一点:

    为了避免内存拷贝、加快速度,Sun JDK直接复用了原String对象的char[],偏移量和长度来标识不同的字符串内容。也就是说,subString出的来String小对象 仍然会指向原String大对象的char[],split也是同样的情况 。这就解释了,为什么HashMap中String对象的char[]都那么大。

原因解释

 

    其实上一节已经分析出了原因,这一节再整理一下:

  1. 程序从每个请求中得到一个String大对象,该对象内部char[]的长度达数百K。
  2. 程序对String大对象做split,将split得到的String小对象放到HashMap中,用作缓存。
  3. Sun JDK6对String.split方法做了优化,split出来的Stirng对象直接使用原String对象的char[]
  4. HashMap中的每个String对象其实都指向了一个巨大的char[]
  5. HashMap的上限是万级的,因此被缓存的Sting对象的总大小=万*百K=G级。
  6. G级的内存被缓存占用了,大量的内存被浪费,造成内存泄露的迹象。

解决方案

 

    原因找到了,解决方案也就有了。split是要用的,但是我们不要把split出来的String对象直接放到HashMap中,而是调用一下 String的拷贝构造函数String(String original),这个构造函数是安全的,具体可以看代码:

    只是,new String(string)的代码很怪异,囧。或许,subString和split应该提供一个选项,让程序员控制是否复用String对象的 char[]。

是否Bug

 

    虽然,subString和split的实现造成了现在的问题,但是这能否算String类的bug呢?个人觉得不好说。因为这样的优化是比较合理 的,subString和spit的结果肯定是原字符串的连续子序列。只能说,String不仅仅是一个核心类,它对于JVM来说是与原始类型同等重要的 类型。

 

    JDK实现对String做各种可能的优化都是可以理解的。但是优化带来了忧患,我们程序员足够了解他们,才能用好他们。

一些补充

有个地方我没有说清楚。

 

我的程序是一个Web程序,每次接受请求,就会创建一个大的String对象,然后对该String对象进行split,最后split之后的String对象放到全局缓存中。如果接收了5W个请求,那么就会有5W个大String对象。这5W个大String对象都被存储在全局缓存中,因此会造成内存泄漏。我原以为缓存的是5W个小String,结果都是大String。

 

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   发表时间:2010-03-29  
曾经也遇到过,只是没有翻这么多源码……
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   发表时间:2010-03-29  
楼主分析得很清楚,拜读了。真是实践出真知啊。
按照这样的解析,还真的得每次split之后再new一个新的String对象,
但是这样好像也是挺浪费的,以new String的方式要是没记错的话,会在intern方法调用的时候将堆中的内容拷贝到String常量池中,intern方法是native的,不知道什么时候调用,讨论讨论。
除了返回之后new一个对象,还有别的解决办法吗?
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   发表时间:2010-03-29  
鸟哥哥 写道
StringBuffer,StringBuilder,lz能不能也帮看看subString方法有无这问题?我目前在搞j2me,j2me的StringBuffer是没有subString方法的,j2me是没StringBuilder的。

这两个应该是没问题的,最终是做了arraycopy的。
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   发表时间:2010-03-30  
[quote=&quot;jarfield&quot;]
原文地址:http://jarfield.iteye.com/admin/blogs/583946


    一直赞叹Sun对待技术的严谨和优雅(可怜的Sun)。Sun
JDK中Java库的源代码,连注释都清清楚楚、规规范范,javadoc注解的使用也一丝不苟,读起来很熟舒服。因此,在日常工作和学习中,经常读读
Java库的源代码,不亦乐乎?如果遇到诡异问题,源代码的帮助就更大了。


   
闲话少说,回归正题。这几天,一直在为Java的“内存泄露”问题纠结。Java应用程序占用的内存在不断的、有规律的上涨,最终超过了监控阈值。福尔摩
斯不得不出手了!


   
说起Java的内存泄露,其实定义不是那么明确。首先,如果JVM没有bug,那么理论上是不会出现“无法回收的堆空间”,也就是说C/C++中的那种内
存泄露在Java中不存在的。其次,如果由于Java程序一直持有某个对象的引用,但是从程序逻辑上看,这个对象再也不会被用到了,那么我们可以认为这个
对象被泄露了。如果这样的对象数量很多,那么很明显,大量的内存空间就被泄露(“浪费”更准确一些)了。


    不过,本文要说的内存泄露,并不属于上述原因,因此打上了引号。其具体原因,确实出乎意料。欲知详情,请看下面讲解。


分析内存泄露的一般步骤


    如果发现Java应用程序占用的内存出现了泄露的迹象,那么我们一般采用下面的步骤分析

  1. 把Java应用程序使用的heap dump下来
  2. 使用Java heap分析工具,找出内存占用超出预期(一般是因为数量太多)的嫌疑对象
  3. 必要时,需要分析嫌疑对象和其他对象的引用关系。
  4. 查看程序的源代码,找出嫌疑对象数量过多的原因。



dump heap


   
如果Java应用程序出现了内存泄露,千万别着急着把应用杀掉,而是要保存现场。如果是互联网应用,可以把流量切到其他服务器。保存现场的目的就是为了把
运行中JVM的heap dump下来。


    JDK自带的jmap工具,可以做这件事情。它的执行方法是:

[code=&quot;java&quot;]jmap -dump:format=b,file=heap.bin

    format=b的含义是,dump出来的文件时二进制格式。

    file-heap.bin的含义是,dump出来的文件名是heap.bin。

    就是JVM的进程号。

    (在linux下)先执行ps aux | grep java,找到JVM的pid;然后再执行jmap
-dump:format=b,file=heap.bin ,得到heap dump文件。


analyze heap


    将二进制的heap dump文件解析成human-readable的信息,自然是需要专业工具的帮助,这里推荐Memory Analyzer



    Memory
Analyzer,简称MAT,是Eclipse基金会的开源项目,由SAP和IBM捐助。巨头公司出品的软件还是很中用的,MAT可以分析包含数亿级对
象的heap、快速计算每个对象占用的内存大小、对象之间的引用关系、自动检测内存泄露的嫌疑对象,功能强大,而且界面友好易用。


    MAT的界面基于Eclipse开发,以两种形式发布:Eclipse插件和Eclipe
RCP。MAT的分析结果以图片和报表的形式提供,一目了然。总之个人还是非常喜欢这个工具的。下面先贴两张官方的screenshots:

[img]http://www.eclipse.org/mat/about/overview.png&quot; alt=&quot;MAT的分析结果概述&quot; width=&quot;700&quot; height=&quot;553[/img]


[img]http://www.eclipse.org/mat/about/dominator_tree.png&quot; alt=&quot;MAT分析对象的大小及数量&quot; width=&quot;701&quot; height=&quot;554[/img]


    言归正传,我用MAT打开了heap.bin,很容易看出,char[]的数量出其意料的多,占用90%以上的内存
。一般来说,char[]在JVM确实会占用很多内存,数量也非常多,因为String对象以char[]作为内部存储。但是这次的char[]太贪婪
了,仔细一观察,发现有数万计的char[],每个都占用数百K的内存
。这个现象说明,Java程序保存了数以万计的大String对象
。结合程序的逻辑,这个是不应该的,肯定在某个地方出了问题。


顺藤摸瓜



    在可疑的char[]中,任意挑了一个,使用Path To GC
Root功能,找到该char[]的引用路径,发现String对象是被一个HashMap中引用的

。这个也是意料中的事情,Java的内存泄露多半是因为对象被遗留在全局的HashMap中得不到释放。不过,该HashMap被用作一个缓存,设置了缓
存条目的阈值,导达到阈值后会自动淘汰。从这个逻辑分析,应该不会出现内存泄露的。虽然缓存中的String对象已经达到数万计,但仍然没有达到预先设置
的阈值(阈值设置地比较大,因为当时预估String对象都比较小)。


    但是,另一个问题引起了我的注意:为什么缓存的String对象如此巨大?内部char[]的长度达数百K。虽然缓存中的
String对象数量还没有达到阈值,但是String对象大小远远超出了我们的预期,最终导致内存被大量消耗,形成内存泄露的迹象(准确说应该是内存消
耗过多)




   
就这个问题进一步顺藤摸瓜,看看String大对象是如何被放到HashMap中的。通过查看程序的源代码,我发现,确实有String大对象,
过并没有把String大对象放到HashMap中,而是把String大对象进行split(调用String.split方法),然后将split出
来的String小对象放到HashMap中

了。


   
这就奇怪了,放到HashMap中明明是split之后的String小对象,怎么会占用那么大空间呢?难道是String类的split方法有问题?


查看代码



    带着上述疑问,我查阅了Sun JDK6中String类的代码,主要是是split方法的实现:

public
String[] split(String regex, int limit) {
    return Pattern.compile(regex).split(this, limit);
}

可以看出,Stirng.split方法调用了Pattern.split方法。继续看Pattern.split方法的代码:

public
String[] split(CharSequence input, int limit) {
        int index = 0;
        boolean matchLimited = limit &gt; 0;
        ArrayList matchList = new
ArrayList();
        Matcher m = matcher(input);
        // Add segments before each match found
        while(m.find()) {
            if (!matchLimited || matchList.size()  0 &amp;&amp;
matchList.get(resultSize-1).equals(&quot;&quot;))
                resultSize--;
        String[] result = new String[resultSize];
        return matchList.subList(0, resultSize).toArray(result);
    }

    注意看第9行:Stirng match = input.subSequence(intdex,
m.start()).toString();

这里的match就是split出来的String小对象,它其实是String大对象subSequence的结果。继续看
String.subSequence的代码:

public
CharSequence subSequence(int beginIndex, int endIndex) {
        return this.substring(beginIndex, endIndex);
}

    String.subSequence有调用了String.subString,继续看:

public String
substring(int beginIndex, int endIndex) {
if (beginIndex  count) {
    throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
}
if (beginIndex &gt; endIndex) {
    throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex - beginIndex);
}
return ((beginIndex == 0) &amp;&amp; (endIndex == count)) ? this :
    new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);
    }

   
看第11、12行,我们终于看出眉目,如果subString的内容就是完整的原字符串,那么返回原String对象;否则,就会创建一个新的
String对象,但是这个String对象貌似使用了原String对象的char[]。我们通过String的构造函数确认这一点:

// Package
private constructor which shares value array for speed.
    String(int offset, int count, char value[]) {
this.value = value;
this.offset = offset;
this.count = count;
    }

    为了避免内存拷贝、加快速度,Sun
JDK直接复用了原String对象的char[],偏移量和长度来标识不同的字符串内容。也就是说,subString出的来String小对象
仍然会指向原String大对象的char[],split也是同样的情况

。这就解释了,为什么HashMap中String对象的char[]都那么大。


原因解释


    其实上一节已经分析出了原因,这一节再整理一下:

  1. 程序从每个请求中得到一个String大对象,该对象内部char[]的长度达数百K。
  2. 程序对String大对象做split,将split得到的String小对象放到HashMap中,用作缓存。
  3. Sun JDK6对String.split方法做了优化,split出来的Stirng对象直接使用原String对象的char[]
  4. HashMap中的每个String对象其实都指向了一个巨大的char[]
  5. HashMap的上限是万级的,因此被缓存的Sting对象的总大小=万*百K=G级。

  6. G级的内存被缓存占用了,大量的内存被浪费,造成内存泄露的迹象。




解决方案


   
原因找到了,解决方案也就有了。split是要用的,但是我们不要把split出来的String对象直接放到HashMap中,而是调用一下
String的拷贝构造函数String(String original),这个构造函数是安全的,具体可以看代码:

    /**
     * Initializes a newly created {@code String} object so that it
represents
     * the same sequence of characters as the argument; in other words,
the
     * newly created string is a copy of the argument string. Unless an
     * explicit copy of {@code original} is needed, use of this
constructor is
     * unnecessary since Strings are immutable.
     *
     * @param  original
     *         A {@code String}
     */
    public String(String original) {
int size = original.count;
char[] originalValue = original.value;
char[] v;
  if (originalValue.length &gt; size) {
    // The array representing the String is bigger than the new
    // String itself.  Perhaps this constructor is being called
    // in order to trim the baggage, so make a copy of the array.
            int off = original.offset;
            v = Arrays.copyOfRange(originalValue, off, off+size);
} else {
    // The array representing the String is the same
    // size as the String, so no point in making a copy.
    v = originalValue;
}
this.offset = 0;
this.count = size;
this.value = v;
    }

    只是,new
String(string)的代码很怪异,囧。或许,subString和split应该提供一个选项,让程序员控制是否复用String对象的
char[]。


是否Bug


   
虽然,subString和split的实现造成了现在的问题,但是这能否算String类的bug呢?个人觉得不好说。因为这样的优化是比较合理
的,subString和spit的结果肯定是原字符串的连续子序列。只能说,String不仅仅是一个核心类,它对于JVM来说是与原始类型同等重要的
类型。


    JDK实现对String做各种可能的优化都是可以理解的。但是优化带来了忧患,我们程序员足够了解他们,才能用好他们。

一些补充
有个地方我没有说清楚。


我的程序是一个Web程序,每次接受请求,就会创建一个大的String对象,然后对该String对象进行split,最后split之后的String对象放到全局缓存中。如果接收了5W个请求,那么就会有5W个大String对象。这5W个大String对象都被存储在全局缓存中,因此会造成内存泄漏。我原以为缓存的是5W个小String,结果都是大String。



貌似这种情况应该是内存溢出吧,内存泄露是内存无法收回,这里是很多大的字符数组在heap里被囤积造成内存供给不足造成的啊,当然也是因为无法收回内存造成供给不足的
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   发表时间:2010-03-30  
我明白了,楼主说得现象还真绝,不过这种字符串调用在这种场景下的确值得注意!!!
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   发表时间:2010-03-30  
jarfield 写道

原文地址:http://jarfield.iteye.com/admin/blogs/583946

 

    一直赞叹Sun对待技术的严谨和优雅(可怜的Sun)。Sun JDK中Java库的源代码,连注释都清清楚楚、规规范范,javadoc注解的使用也一丝不苟,读起来很熟舒服。因此,在日常工作和学习中,经常读读 Java库的源代码,不亦乐乎?如果遇到诡异问题,源代码的帮助就更大了。

 

    闲话少说,回归正题。这几天,一直在为Java的“内存泄露”问题纠结。Java应用程序占用的内存在不断的、有规律的上涨,最终超过了监控阈值。福尔摩 斯不得不出手了!

 

    说起Java的内存泄露,其实定义不是那么明确。首先,如果JVM没有bug,那么理论上是不会出现“无法回收的堆空间”,也就是说C/C++中的那种内 存泄露在Java中不存在的。其次,如果由于Java程序一直持有某个对象的引用,但是从程序逻辑上看,这个对象再也不会被用到了,那么我们可以认为这个 对象被泄露了。如果这样的对象数量很多,那么很明显,大量的内存空间就被泄露(“浪费”更准确一些)了。

 

    不过,本文要说的内存泄露,并不属于上述原因,因此打上了引号。其具体原因,确实出乎意料。欲知详情,请看下面讲解。

分析内存泄露的一般步骤

 

    如果发现Java应用程序占用的内存出现了泄露的迹象,那么我们一般采用下面的步骤分析

  1. 把Java应用程序使用的heap dump下来
  2. 使用Java heap分析工具,找出内存占用超出预期(一般是因为数量太多)的嫌疑对象
  3. 必要时,需要分析嫌疑对象和其他对象的引用关系。
  4. 查看程序的源代码,找出嫌疑对象数量过多的原因。

dump heap

 

    如果Java应用程序出现了内存泄露,千万别着急着把应用杀掉,而是要保存现场。如果是互联网应用,可以把流量切到其他服务器。保存现场的目的就是为了把 运行中JVM的heap dump下来。

 

    JDK自带的jmap工具,可以做这件事情。它的执行方法是:

jmap -dump:format=b,file=heap.bin <pid>
 

    format=b的含义是,dump出来的文件时二进制格式。

    file-heap.bin的含义是,dump出来的文件名是heap.bin。

    <pid>就是JVM的进程号。

    (在linux下)先执行ps aux | grep java,找到JVM的pid;然后再执行jmap -dump:format=b,file=heap.bin <pid>,得到heap dump文件。

analyze heap

 

    将二进制的heap dump文件解析成human-readable的信息,自然是需要专业工具的帮助,这里推荐Memory Analyzer

 

    Memory Analyzer,简称MAT,是Eclipse基金会的开源项目,由SAP和IBM捐助。巨头公司出品的软件还是很中用的,MAT可以分析包含数亿级对 象的heap、快速计算每个对象占用的内存大小、对象之间的引用关系、自动检测内存泄露的嫌疑对象,功能强大,而且界面友好易用。

 

    MAT的界面基于Eclipse开发,以两种形式发布:Eclipse插件和Eclipe RCP。MAT的分析结果以图片和报表的形式提供,一目了然。总之个人还是非常喜欢这个工具的。下面先贴两张官方的screenshots:

MAT的分析结果概述

MAT分析对象的大小及数量

    言归正传,我用MAT打开了heap.bin,很容易看出,char[]的数量出其意料的多,占用90%以上的内存 。一般来说,char[]在JVM确实会占用很多内存,数量也非常多,因为String对象以char[]作为内部存储。但是这次的char[]太贪婪 了,仔细一观察,发现有数万计的char[],每个都占用数百K的内存 。这个现象说明,Java程序保存了数以万计的大String对象 。结合程序的逻辑,这个是不应该的,肯定在某个地方出了问题。

 

顺藤摸瓜

 

    在可疑的char[]中,任意挑了一个,使用Path To GC Root功能,找到该char[]的引用路径,发现String对象是被一个HashMap中引用的 。这个也是意料中的事情,Java的内存泄露多半是因为对象被遗留在全局的HashMap中得不到释放。不过,该HashMap被用作一个缓存,设置了缓 存条目的阈值,导达到阈值后会自动淘汰。从这个逻辑分析,应该不会出现内存泄露的。虽然缓存中的String对象已经达到数万计,但仍然没有达到预先设置 的阈值(阈值设置地比较大,因为当时预估String对象都比较小)。

 

    但是,另一个问题引起了我的注意:为什么缓存的String对象如此巨大?内部char[]的长度达数百K。虽然缓存中的 String对象数量还没有达到阈值,但是String对象大小远远超出了我们的预期,最终导致内存被大量消耗,形成内存泄露的迹象(准确说应该是内存消 耗过多)

 

    就这个问题进一步顺藤摸瓜,看看String大对象是如何被放到HashMap中的。通过查看程序的源代码,我发现,确实有String大对象,不 过并没有把String大对象放到HashMap中,而是把String大对象进行split(调用String.split方法),然后将split出 来的String小对象放到HashMap中 了。

 

    这就奇怪了,放到HashMap中明明是split之后的String小对象,怎么会占用那么大空间呢?难道是String类的split方法有问题?

 

查看代码

 

    带着上述疑问,我查阅了Sun JDK6中String类的代码,主要是是split方法的实现:

可以看出,Stirng.split方法调用了Pattern.split方法。继续看Pattern.split方法的代码:

    注意看第9行:Stirng match = input.subSequence(intdex, m.start()).toString();

这里的match就是split出来的String小对象,它其实是String大对象subSequence的结果。继续看 String.subSequence的代码:

    String.subSequence有调用了String.subString,继续看:

    看第11、12行,我们终于看出眉目,如果subString的内容就是完整的原字符串,那么返回原String对象;否则,就会创建一个新的 String对象,但是这个String对象貌似使用了原String对象的char[]。我们通过String的构造函数确认这一点:

    为了避免内存拷贝、加快速度,Sun JDK直接复用了原String对象的char[],偏移量和长度来标识不同的字符串内容。也就是说,subString出的来String小对象 仍然会指向原String大对象的char[],split也是同样的情况 。这就解释了,为什么HashMap中String对象的char[]都那么大。

原因解释

 

    其实上一节已经分析出了原因,这一节再整理一下:

  1. 程序从每个请求中得到一个String大对象,该对象内部char[]的长度达数百K。
  2. 程序对String大对象做split,将split得到的String小对象放到HashMap中,用作缓存。
  3. Sun JDK6对String.split方法做了优化,split出来的Stirng对象直接使用原String对象的char[]
  4. HashMap中的每个String对象其实都指向了一个巨大的char[]
  5. HashMap的上限是万级的,因此被缓存的Sting对象的总大小=万*百K=G级。
  6. G级的内存被缓存占用了,大量的内存被浪费,造成内存泄露的迹象。

解决方案

 

    原因找到了,解决方案也就有了。split是要用的,但是我们不要把split出来的String对象直接放到HashMap中,而是调用一下 String的拷贝构造函数String(String original),这个构造函数是安全的,具体可以看代码:

    只是,new String(string)的代码很怪异,囧。或许,subString和split应该提供一个选项,让程序员控制是否复用String对象的 char[]。

是否Bug

 

    虽然,subString和split的实现造成了现在的问题,但是这能否算String类的bug呢?个人觉得不好说。因为这样的优化是比较合理 的,subString和spit的结果肯定是原字符串的连续子序列。只能说,String不仅仅是一个核心类,它对于JVM来说是与原始类型同等重要的 类型。

 

    JDK实现对String做各种可能的优化都是可以理解的。但是优化带来了忧患,我们程序员足够了解他们,才能用好他们。

一些补充

有个地方我没有说清楚。

 

我的程序是一个Web程序,每次接受请求,就会创建一个大的String对象,然后对该String对象进行split,最后split之后的String对象放到全局缓存中。如果接收了5W个请求,那么就会有5W个大String对象。这5W个大String对象都被存储在全局缓存中,因此会造成内存泄漏。我原以为缓存的是5W个小String,结果都是大String。

貌似这种情况应该是内存溢出吧,内存泄露是内存无法收回,这里是很多大的字符数组在heap里被囤积造成内存供给不足造成的啊,当然也是因为无法收回内存造成供给不足的

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   发表时间:2010-03-30  
我用JProfiler追踪过内存泄漏问题,它帮我找到了问题,这个工具很不错。
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   发表时间:2010-03-30  
抛出异常的爱 写道
miaow 写道
插个话:楼主怎么会传进一个几百K的字符串再切分的?觉得这场景很特别。

很有可能是这样的
爬虫把页面爬出来后
统计某些单词的使用频率

觉得不象。
一般key不是应该用词表的值么,看不出用页面的substring的必要性。
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