Java 消除過期的對象引用

　　內存泄漏的第一個常見來源是存在過期引用。

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];
    }
    
}

　　如果一個棧先是增長，然后再收縮，從棧中彈出來的對象不會被當作垃圾回收，即使使用棧的程序不再引用這些對象，它們也不會被回收。因為棧內部維護着對這些對象的過期引用（obsolete reference）。過期引用指永遠也不會再被解除的引用。在本例中，在elements數組的“活動部分（active portion）”之外的任何引用都是過期的。活動部分指elements中下標小於size的那些元素。

　　如果一個對象引用被無意識地保留了，垃圾回收機制不僅不會回收這個對象，而且不會回收被這個對象所引用的所有其他對象。解決方法：一旦對象引用已經過期，只需清空這些引用即可。在本例中，只要一個元素被彈出棧，指向它的引用就過期了。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;
}

　　清空過期引用的另一個好處是，如果它們以后又被錯誤地解除引用，程序會立即拋出NullPointerException異常，而不是悄悄地錯誤運行下去。盡快地檢測出程序中的錯誤總是有益的。消除過期引用最好的方法是讓包含該引用的變量結束其生命周期。如果在最緊湊的作用域范圍內定義每一個變量（見第45條），這種情形會自然而然地發生。

　　只要類是自己管理內存，程序員就應該警惕內存泄漏問題。一旦元素被釋放掉，該元素中包含的任何對象引用都應該被清空。

 

　　內存泄漏的第二個常見來源是緩存。

　　把對象引用放到緩存中，它就很容易被遺忘掉，從而使得它不再有用之后很長一段時間內仍然留在緩存中。用WeakHashMap代表緩存時，當緩存中的項過期之后，它們會被自動地刪除。只有當緩存項的生命周期是由該鍵的外部引用而不是由值決定時，WeakHashMap才起作用。

　　隨着時間的推移，緩存項會變得越來越沒有價值，緩存應該時不時地清除掉沒用的項。可以由一個后台線程（可能是Timer或者ScheduledThreadPoolExecutor）來完成，或者在給緩存添加新條目時進行清理。LinkedHashMap類可以通過它的removeEldestEntry方法來實現后者。對於更加復雜的緩存，必須直接使用java.lang.ref。

 

　　內存泄漏的第三個常見來源是監聽器和其他回調。

　　如果客戶端在自己實現的API中注冊回調，卻沒有顯式地取消注冊，那么除非自己采取某些動作，否則它們就會積聚。確保回調立即被當作垃圾回收的最佳方法是只保存它們的弱引用（weak reference），例如，只將它們保存為WeakHashMap中的鍵。

 

　　往往只有通過仔細檢查代碼，或者借助於Heap剖析工具（Heap Profiler）才能發現內存泄露問題。

 

　　參考資料

　　《Effective Java 中文版 第2版》 第6條：消除過期的對象引用 P21-23