编辑“︁内存泄漏排查”︁

{{Note|本条目适用于Java开发者及需要理解JVM内存管理的程序员。内容涵盖基础概念到高级排查技巧。}}

= 内存泄漏排查 =

'''内存泄漏（Memory Leak）'''是指程序中已动态分配的堆内存由于某种原因未能被正确释放，导致系统内存被无效占用，最终可能引发内存溢出（OOM）或性能下降。在JVM中，内存泄漏通常表现为对象不再被使用但仍被GC Roots引用，无法被垃圾回收器回收。

== 核心原理 ==
内存泄漏的本质是'''可达性分析失效'''。根据JVM规范，对象被判定为可回收需满足：
<math>Object_{unreachable} \iff \nexists\ Path\ from\ GC\ Roots\ to\ Object</math>

典型泄漏场景包括：
* 静态集合长期持有对象引用
* 未关闭的资源（如数据库连接、文件流）
* 监听器未注销
* 线程池未清理

<mermaid>
graph LR
    A[GC Roots] --> B[静态变量]
    A --> C[活动线程栈帧]
    A --> D[JNI引用]
    B --> E[泄漏对象]
    C --> F[泄漏对象]
</mermaid>

== 排查工具 ==
{| class="wikitable"
|+ 常用JVM内存分析工具
! 工具 !! 作用 !! 适用场景
|-
| jmap || 生成堆转储快照 || 离线分析
|-
| jvisualvm || 可视化内存监控 || 实时观察
|-
| Eclipse MAT || 内存分析 || 深度诊断
|-
| Arthas || 在线诊断 || 生产环境
|}

=== 基础排查步骤 ===
1. 使用<code>jps</code>获取目标进程ID
2. 生成堆转储文件：
   <syntaxhighlight lang="bash">
   jmap -dump:format=b,file=heap.hprof [pid]
   </syntaxhighlight>
3. 使用MAT分析<code>.hprof</code>文件

== 代码示例 ==
典型静态集合泄漏案例：
<syntaxhighlight lang="java">
public class LeakExample {
    private static List<byte[]> cache = new ArrayList<>();

    public void addToCache() {
        // 每次添加1MB数据且永不释放
        cache.add(new byte[1024 * 1024]);
    }
}
</syntaxhighlight>

'''输出表现'''：
<pre>
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at LeakExample.addToCache(LeakExample.java:6)
</pre>

== 高级分析技巧 ==
=== 支配树分析 ===
在Eclipse MAT中使用Dominator Tree视图：
1. 查找占用内存最大的对象
2. 检查其引用链
3. 定位非必要引用

=== 引用链追踪 ===
关键引用类型：
* '''强引用'''：直接导致泄漏
* '''软/弱引用'''：通常合规
* '''虚引用'''：不影响回收

<mermaid>
pie
    title 内存泄漏引用类型占比
    "强引用" : 78
    "软引用" : 12
    "弱引用" : 8
    "虚引用" : 2
</mermaid>

== 生产环境案例 ==
'''案例背景'''：某电商系统每日凌晨出现OOM，重启后恢复。

'''排查过程'''：
1. 添加JVM参数收集OOM时的堆转储：
   <syntaxhighlight lang="bash">
   -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/tmp
   </syntaxhighlight>
2. MAT分析显示<code>OrderProcessor</code>类中的<code>ConcurrentHashMap</code>持续增长
3. 最终发现是未清理已完成订单的引用

'''修复方案'''：
<syntaxhighlight lang="java">
// 原错误代码
completedOrders.put(orderId, order);

// 修正后
completedOrders.remove(orderId); // 处理完成后立即移除
</syntaxhighlight>

== 预防措施 ==
* 定期进行代码审查，重点关注：
  ** 集合使用情况
  ** 资源关闭操作
  ** 监听器注销
* 使用工具自动化检测：
  ** FindBugs/SpotBugs静态分析
  ** JaCoCo覆盖率检查资源释放路径

{{Warning|生产环境建议设置内存使用阈值告警，如通过JMX监控<code>MemoryUsage.getUsed()</code>}}

== 参见 ==
* [[垃圾回收机制]]
* [[JVM内存模型]]
* [[性能调优基础]]

[[Category:计算机科学]]
[[Category:面试技巧]]
[[Category:JVM相关]]