如何掌握Java内存（并保存程序）

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您花了无数小时来研究Java应用程序中的错误并在需要的地方获得其性能。在测试期间，您注意到应用程序随着时间的推移逐渐变慢，完全崩溃或表现不佳。您遍历代码，并确保您没有错过任何可能导致这些问题的内容。最终，您承认自己正在处理内存泄漏。 Java的垃圾收集器会尽力帮助解决这些泄漏，但是当您遇到重大问题时，它只能做很多事情。您需要一种方法来确定导致内存泄漏的原因，解决该问题的方法以及理解Java垃圾回收在整个应用程序性能中所扮演的角色。

Java内存泄漏的主要症状

您遇到几种症状，表明该应用程序存在内存泄漏问题。与突然失败相反，总体应用程序性能的缓慢下降强烈表明内存泄漏。每次您运行该应用程序时，或者仅当您开始使用更多数据或开始扩展它时，才可能出现此问题。由于内存泄漏耗尽了所有可用资源，您的应用程序可能会显示内存不足错误。您可以重新启动该应用程序并希望获得最好的效果，但是在解决漏洞之前，您将遇到多次崩溃。通常，当对象引用累积而不是释放时，您将处理内存泄漏。它们占用了您的可用内存，使您的应用程序无法访问所需的资源。

看起来像内存泄漏的配置错误

在研究Java内存问题和分析之前，请确保您没有处理完全不同的问题。一些内存不足错误是由各种原因引起的，例如配置错误。您的应用程序可能缺少正确的堆大小或与系统上的其他应用程序冲突。如果您开始解决内存不足的问题，但无法找出导致内存泄漏的原因，请重新看一下您的应用程序。您可能会发现需要更改终结器线程或增加永久生成空间。

内存监视工具的好处

内存监视工具使您可以更好地了解Java应用程序如何使用可用资源。您可以采取此步骤来缩小导致内存泄漏和其他性能问题的根本原因。该软件分为几类，您可能需要使用多个应用程序才能找出问题所在，是否正在处理内存泄漏以及如何开始解决该问题。

堆转储文件为您的Java内存分析提供了必要的输出。您可能需要使用两种工具：一种用于生成转储文件，另一种用于有意义的分析。该解决方案为您提供了有关应用程序运行情况的详细视图。一旦工具突出显示了潜在的问题区域，就可以精确地缩小问题发生的范围。现在，是时候进行冗长而令人沮丧的部分了：反复试验。您的内存分析工具可能表明您的代码存在多个问题，但您不确定它们是否会导致性能影响。如果您一次更改所有内容，那么您将无法确切知道应用程序会遇到什么问题。更糟糕的是，您可能会引入全新的错误，并且必须重新开始该过程。

一次进行一次更改，然后尝试重复该错误。您可能需要让应用程序运行一段时间才能复制原始错误条件。如果您的内存泄漏在第一次测试中消失了，请不要忘记在负载下对其进行测试。您的应用程序在处理少量数据时可能会正常工作，但在处理大型数据集时会遇到相同的问题。如果仍然遇到相同的错误，请从头开始，并攻击另一个可能的原因。

在使应用程序完美运行之后，内存监视工具被证明很有用。您可以远程监视JVM性能，并在遇到问题之前主动解决问题，收集历史性能数据以帮助您将来改善编程工作，并观察Java在重负载下的运行方式。一些解决方案包括警报和其他警报，因此您可以立即知道出现问题的瞬间。您不希望关键任务应用程序崩溃并由于停机而造成数万美元的损失，因此这些工具会增加响应时间。您的内存监视软件还使您可以立即开始诊断过程，而无需在没人告诉您确切的错误代码或办公室发生的问题时就去现场。

如果您经常遇到Java应用程序的内存和性能问题，请仔细检查测试过程。找出过程中的任何薄弱环节并更改测试策略。与其他Java程序员接触，并比较质量检查最佳做法。有时，您可能会忽略代码的一小部分，并对整个应用程序产生长期影响。

垃圾回收在Java内存和内存泄漏中的作用

Java的垃圾回收在您的应用程序性能和内存使用中起着关键作用。该程序搜索不再使用的对象并将其删除。这些无效对象不再占用内存，因此您的应用程序继续拥有可用资源。有时，您的应用程序没有给GC足够的时间或资源来清除死对象，这些死对象会堆积。您还可能遇到这样的情况，即您对假定为无效的对象有有效的引用。垃圾收集器对此无能为力，因为它的自动内存管理会跳过活动对象。通常，GC会自动运行，但是您可能需要调整其行为以适应具有挑战性的内存问题。但是，GC可能会独自导致性能问题。

GC世代

GC将对象分为不同的世代以优化收集。年轻的一代代表着很快消失的物体。 GC通常在这一代上运行，因为它通常必须清理对象。存活超过一定阈值的物体会逐渐进入老一代。这些对象停留的时间更长，因此GC不会频繁运行。但是，当GC确实在这些对象上运行时，您的应用程序将经历一项主要操作，在该操作中，收集器将查看您的活动对象以删除垃圾。您的应用程序有最后一代：永久一代。通常，这些对象包括必要的JVM元数据。在这一代中，您不会产生很多垃圾，但是在程序不再需要类之后，您的应用程序可能需要GC删除它们。

GC与响应时间之间的联系

垃圾收集，无论是次要的还是主要的，都将停止应用程序线程，直到它们完成该过程。这称为“停止世界”事件。单个新一代GC不会显着影响性能，但是如果您的客户流失率很高，则会遇到问题。您最终会遇到次要GC持续运行或您的旧一代以不可持续的速度增长的情况。您需要平衡年轻一代GC的频率和性能，这可能需要增加年轻一代的规模。

老一代和永久一代的GC会对您的应用程序性能和内存使用产生重大影响。这个主要的GC操作遍历整个堆，以取出死对象。该过程比次要GC持续时间更长，因此对性能的影响持续时间更长。当您的客户流失率较高且老一代较大时，您的整个应用程序就会被Stop the World事件所困扰。

GC优化需要监视程序运行的频率，总体性能影响以及如何调整应用程序以减少此频率。您可能需要确定同一对象被分配多次，远离应用程序不必要的分配，或者找到阻碍整个系统的阻塞点。要获得正确的平衡，就必须密切注意从CPU负载到GC周期的各个方面，尤其是在年轻一代和老一代频率不平衡的情况下。

解决内存泄漏和优化垃圾回收可以帮助您提高Java应用程序的性能。您需要处理很多活动部件，但是通过使用正确的故障排除方法和分析工具来提供强大的可见性，您可以深入解决问题，而不必再遇到频繁的性能问题。

适当的内存分配和监视在Java应用程序中起着至关重要的作用。您需要完全掌握GC，对象删除，内存泄漏和性能之间的相互作用，以优化您的应用程序并避免遇到内存不足错误。内存监视工具可让您始终关注潜在问题并确定使用趋势，因此您可以采用主动方式而不是被动方式进行故障排除。内存泄漏通常难以解决，特别是如果您因配置错误而误报，但是尽早处理内存问题可以避免以后出现更大的问题。掌握Java内存和GC，使您的整个编程生活变得更加轻松。

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