【Effective Java 07】消除过期的对象引用

1. 消除因对象自己管理内存导致的内存泄漏

在支持垃圾回收的语言中，内存泄漏是非常隐蔽的（“无意识的对象保持”）。如果一个对象引用被无意识地保留起来了，那么垃圾回收机制不会处理这个对象，而且也不会处理被这个对象引用的所有其他对象。即使只有少量的几个对象引用被无意识地保留下来，也会有许许多多地对象被排除在垃圾回收机制之外，从而对性能造成潜在的重大影响。

下面的代码中，实现了一个简单的 Stack 容器，但是该容器在 pop 元素的时候仅仅将边界size减1。在此过程中，被“删掉”元素只是从 Stack 容器的接口上无法再访问，但是仍在 elements 数组中。因此，垃圾回收机制无法将其删除。导致内存泄漏。而解决办法就是在 pop 后将被删除元素的引用重置为空。

public class Stack {
    private Object[] element;
    private int size = 0;
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

    public Stack() {
        element = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
    }

    public void push(Object e) {
        ensureCapacity();
        element[size++] = e;
    }

    public Object pop() {
        if (size == 0) {
            throw new EmptyStackException();
        }

        /*
         * 此处, 存在内存泄露问题
         * 在 pop 时仅仅是将 --size, 被删掉的对象只是逻辑上被删除了, 但是引用还在数组里
         * 因此, 垃圾回收机制不会将其回收
         */
        element[size] = null; // 不加会有内存泄漏
        return element[--size];
    }

    private void ensureCapacity() {
        if (element.length == size) {
            element = Arrays.copyOf(element, size << 2 + 1);
        }
    }
}

2. 缓存导致的内存泄漏

一旦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后很长一段时间内仍然留在缓存中。对于这个问题，有几种解决方案：

• 在缓存中使用弱引用：使用诸如 WeakHashMap 作为缓存实现
• 使用一个额外线程，定时清除超时未访问的的缓存引用

3. 监听器和其他回调导致内存泄漏

如果你实现了一个 API，客户端在这个 API 中注册回调，却没有显示地注销回调，那么除非你采取某些动作，否则它们就会不断地堆积起来。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。例如，仅将他们保存为 WeakHashMap 中的键。

4. 主动检查内存泄漏

由于内存泄漏通常不会表现成明显的程序失败，所以它们可以在一个系统中存在很多年，往往只有通过仔细检查代码，或借助于 Heap 剖析工具（Heap Profiler）才能发现内存泄漏问题。最好，在内存泄漏前就知道这些将如何发生，并主动阻止它们发生。