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本来想用“{{”秀一波,结果却导致了内存溢出!
The following article is from Java中文社群 Author 磊哥
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本文经授权转载自 Java中文社群(ID:javacn666)
作者: 磊哥
如若转载请联系原公众号
生活中的尴尬无处不在,有时候你只是想简单的装一把,但某些“老同志”总是在不经意之间,给你无情的一脚,踹得你简直无法呼吸。但谁让咱年轻呢?吃亏要趁早,前路会更好。喝了这口温热的鸡汤,咱们来聊聊是怎么回事。事情是这样的,在一个不大不小的项目中,小王写下了这段代码:
put("map1", "value1");
put("map2", "value2");
put("map3", "value3");
}};
map.forEach((k, v) -> {
System.out.println("key:" + k + " value:" + v);
});
map.put("map1", "value1");
map.put("map2", "value2");
map.put("map3", "value3");
map.forEach((k, v) -> {
System.out.println("key:" + k + " value:" + v);
});
所以小王正在得意的把这段代码介绍给部门新来的妹子小甜甜看,却不巧被正在经过的老张也看到了。老张本来只是想给昨天的枸杞再续上一杯 85° 的热水,但说来也巧,刚好撞到了一次能在小甜甜面前秀技术的一波机会,于是习惯性的整理了一下自己稀疏的秀发,便开启了 diss 模式。“小王啊,你这个代码问题很大啊!”“怎么能用双花括号初始化实例呢?”此时的小王被问的一脸懵逼,内心有无数个草泥马奔腾而过,心想你这头老牛竟然也和我争这颗嫩草,但内心却有一种不祥的预感,感觉自己要输,瞬间羞涩的不知该说啥,只能红着小脸,轻轻的“嗯?”了一声。老张:“使用双花括号初始化实例是会导致内存溢出的啦!侬不晓得嘛?”小王沉默了片刻,只是凭借着以往的经验来看,这“老家伙”还是有点东西的,于是敷衍的“哦~”了一声,仿佛自己明白了怎么回事一样,,其实内心仍然迷茫的一匹,为了不让其他同事发现,只得这般作态。于是片刻的敷衍,待老张离去之后,才悄悄的打开了 Google,默默的搜索了一下。小王:哦,原来如此......key:map3 value:value3 key:map2 value:value2 key:map1 value:value1
双花括号初始化分析
首先,我们来看使用双花括号初始化的本质是什么?
以我们这段代码为例:put("map1", "value1");
put("map2", "value2");
put("map3", "value3");
}};
javac
将代码编译成字节码之后发现,我们发现之前的一个类被编译成两个字节码(.class)文件,如下图所示:我们使用 Idea 打开 DoubleBracket$1.class
文件发现:class DoubleBracket$1 extends HashMap {
DoubleBracket$1(DoubleBracket var1) {
this.this$0 = var1;
this.put("map1", "value1");
this.put("map2", "value2");
}
}
匿名内部类的“锅”
在 Java 语言中非静态内部类会持有外部类的引用,从而导致 GC 无法回收这部分代码的引用,以至于造成内存溢出。思考 1:为什么要持有外部类?
这个就要从匿名内部类的设计说起了,在 Java 语言中,非静态匿名内部类的主要作用有两个。1、当匿名内部类只在外部类(主类)中使用时,匿名内部类可以让外部不知道它的存在,从而减少了代码的维护工作。2、当匿名内部类持有外部类时,它就可以直接使用外部类中的变量了,这样可以很方便的完成调用,如下代码所示:private static String userName = "磊哥";
public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
Map<String, String> map = new HashMap() {{
put("map1", "value1");
put("map2", "value2");
put("map3", "value3");
put(userName, userName);
}};
}
}
HashMap
的方法内部,可以直接使用外部类的变量 userName
。思考 2:它是怎么持有外部类的?
关于匿名内部类是如何持久外部对象的,我们可以通过查看匿名内部类的字节码得知,我们使用javap -c DoubleBracket\$1.class
命令进行查看,其中 $1
为以匿名类的字节码,字节码的内容如下;Compiled from "DoubleBracket.java"
class com.example.DoubleBracket$1 extends java.util.HashMap {
final com.example.DoubleBracket this$0;
com.example.DoubleBracket$1(com.example.DoubleBracket);
Code:
0: aload_0
1: aload_1
2: putfield #1 // Field this$0:Lcom/example/DoubleBracket;
5: aload_0
6: invokespecial #7 // Method java/util/HashMap."<init>":()V
9: aload_0
10: ldc #13 // String map1
12: ldc #15 // String value1
14: invokevirtual #17 // Method put:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
17: pop
18: aload_0
19: ldc #21 // String map2
21: ldc #23 // String value2
23: invokevirtual #17 // Method put:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
26: pop
27: return
}
putfield
这一行,此行表示有一个对 DoubleBracket
的引用被存入到 this$0
中,也就是说这个匿名内部类持有了外部类的引用。如果您觉得以上字节码不够直观,没关系,我们用下面的实际的代码来证明一下:import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class DoubleBracket {
public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
Map map = new DoubleBracket().createMap();
// 获取一个类的所有字段
Field field = map.getClass().getDeclaredField("this$0");
// 设置允许方法私有的 private 修饰的变量
field.setAccessible(true);
System.out.println(field.get(map).getClass());
}
public Map createMap() {
// 双花括号初始化
Map map = new HashMap() {{
put("map1", "value1");
put("map2", "value2");
put("map3", "value3");
}};
return map;
}
}
map
中持有了外部对象 DoubleBracket
,如下图所示:以上代码的执行结果为:从以上程序输出结果可以看出:匿名内部类持有了外部类的引用,因此我们才可以使用class com.example.DoubleBracket
$0
正常获取到外部类,并输出相关的类信息。什么情况会导致内存泄漏?
当我们把以下正常的代码:Map map = new HashMap() {{
put("map1", "value1");
put("map2", "value2");
put("map3", "value3");
}};
// 业务处理....
}
Map map = new HashMap() {{
put("map1", "value1");
put("map2", "value2");
put("map3", "value3");
}};
return map;
}
map
被赋值为其他类属性时,可能会导致 GC 收集时不清理此对象,这时候才会导致内存泄漏。可以关注我「Java中文社群」后面会专门写一篇关于此问题的文章。如何保证内存不泄露?
要想保证双花扣号不泄漏,办法也很简单,只需要将map
对象声明为 static
静态类型的就可以了,代码如下:Map map = new HashMap() {{
put("map1", "value1");
put("map2", "value2");
put("map3", "value3");
}};
return map;
}
Compiled from "DoubleBracket.java"
class com.example.DoubleBracket$1 extends java.util.HashMap {
com.example.DoubleBracket$1();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/util/HashMap."<init>":()V
4: aload_0
5: ldc #7 // String map1
7: ldc #9 // String value1
9: invokevirtual #11 // Method put:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
12: pop
13: aload_0
14: ldc #17 // String map2
16: ldc #19 // String value2
18: invokevirtual #11 // Method put:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
21: pop
22: aload_0
23: ldc #21 // String map3
25: ldc #23 // String value3
27: invokevirtual #11 // Method put:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
30: pop
31: return
}
putfield
关键字这一行了,也就是说静态匿名类不会持有外部对象的引用了。为什么静态内部类不会持有外部类的引用?
原因其实很简单,因为匿名内部类是静态的之后,它所引用的对象或属性也必须是静态的了,因此就可以直接从 JVM 的 Method Area(方法区)获取到引用而无需持久外部对象了。双花括号的替代方案
即使声明为静态的变量可以避免内存泄漏,但依旧不建议这样使用,为什么呢?原因很简单,项目一般都是需要团队协作的,假如那位老兄在不知情的情况下把你的static
给删掉呢?这就相当于设置了一个隐形的“坑”,其他不知道的人,一不小心就跳进去了,所以我们可以尝试一些其他的方案,比如 Java8 中的 Stream API 和 Java9 中的集合工厂等。替代方案 1:Stream
使用 Java8 中的 Stream API 替代,示例如下。原代码:add("Java");
add("Redis");
}};
替代方案 2:集合工厂
使用集合工厂的of
方法替代,示例如下。原代码:put("map1", "value1");
put("map2", "value2");
}};
总结
本文我们讲了双花括号初始化因为会持有外部类的引用,从而可以会导致内存泄漏的问题,还从字节码以及反射的层面演示了这个问题。要想保证双花括号初始化不会出现内存泄漏的办法也很简单,只需要被static
修饰即可,但这样做还是存在潜在的风险,可能会被某人不小心删除掉,于是我们另寻它道,发现了可以使用 Java8 中的 Stream 或 Java9 中的集合工厂 of
方法替代“{{”。参考 & 鸣谢
https://www.ripjava.com/article/1291630596325408
https://cloud.tencent.com/developer/article/1179625
https://hacpai.com/article/1498563483898
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