Question

我编写了一个N-Body仿真JavaFX程序，它将模拟物体显示为球体。不幸的是，我正在努力解决内存泄漏问题。

我发现，即使没有对球体的引用（至少从我的代码中）存在，当球体从其容器中删除时，也不会释放为球体分配的内存。

重现行为很容易：以下代码本质上是Eclipse创建JavaFX项目时自动生成的JavaFX代码。我添加了一个按钮和一个组（用作球体的容器）。单击该按钮会调用createSpheres方法，该方法会在每次单击500个球体时添加到容器中，并在控制台中显示已使用的（堆）内存。

    package application;

    import java.util.Random;
    import javafx.application.Application;
    import javafx.stage.Stage;
    import javafx.scene.Group;
    import javafx.scene.Scene;
    import javafx.scene.control.Button;
    import javafx.scene.layout.VBox;
    import javafx.scene.shape.Sphere;

    public class Main extends Application {
        @Override
        public void start(Stage primaryStage) {
            try {

                // --- User defined code -----------------
                VBox root = new VBox();
                Button btn = new Button("Add spheres...");
                Group container = new Group();
                root.getChildren().addAll(btn, container);
                btn.setOnAction(e -> {
                    createSpheres(container);
                });
                // ---------------------------------------
                Scene scene = new Scene(root,400,400);
                primaryStage.setScene(scene);
                primaryStage.show();
            } catch(Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        public static void main(String[] args) {
            launch(args);
        }

        // --- User defined code ------------------------------------------------------------------------
        // Each call increases the used memory although the container is cleared and the GC is triggered. 
        // The problem does not occur when all spheres have the same radius.
        // ----------------------------------------------------------------------------------------------
        private void createSpheres(Group container) {
                container.getChildren().clear();
                Runtime.getRuntime().gc();
                Random random = new Random();
                for (int i = 0; i < 500; i++) {
                    //double d = 100;                               // OK
                    double d = 100 * random.nextDouble() + 1;       // Problem 
                    container.getChildren().add(new Sphere(d));
                }
                System.out.printf("Spheres added. Total number of spheres: %d. Used memory: %d Bytes of %d Bytes.\n", 
                        container.getChildren().size(), 
                        Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory(),
                        Runtime.getRuntime().maxMemory());
        }
        // ----------------------------------------------------------------------------------------------
    }

当我启动程序时，使用的内存会随着每次单击而增加，尽管容器在方法开头用container.getChildren（）。clear（）清除（正如预期的那样，调用会删除前一个按钮点击的范围但是使用的内存会进一步增加）。以下调用Runtime.getRuntime（）。gc（）也无效（正如预期的那样，gc启动但内存未被释放）。看起来似乎仍然从某个地方引用了球体，或者是否未处理资源，可能是在JavaFX代码中。

程序的输出如下所示：我使用了4GB（-Xmx4g）的最大JVM堆。大约30次单击后，达到最大堆大小，应用程序崩溃时出现内存不足异常。还显示了在添加球体之前和抛出异常之后的Visual VM输出。后者显示了一个几乎完整的老一代＆＃34;池。最后一个图显示了添加球体时的堆。尽管GC执行了106个集合，但没有释放内存。

Program console output

Visual VM: Heap before the spheres are added

Visual VM: Heap after the spheres are added and the out-of-memory-exception was thrown

Visual VM: Heap during the adding of the spheres

值得注意的是，行为取决于球体的半径。在示例代码中，每个球体具有伪随机半径。当SAME半径用于所有球体时（独立于该值），例如，新的Sphere（100），使用的内存保持不变，即以适当的方式释放内存！但是具有不同半径的球体越多，应用程序消耗的内存就越多。下图显示了球体半径相同时的记忆。释放了内存。

Visual VM: Heap during the adding of the spheres in the case of identical radii

我使用JDK-9.0.1 / JRE-9.0.1和Eclipse Oxygen.1a Release（4.7.1a），Build id：20171005-1200以及JRE1.8.0_151和Eclipse Neon.3 Release（4.6.3）），构建ID：20170314-1500。我的操作系统是Windows 7旗舰版，64位。

有没有人知道如何解决问题（如果可能的话）或者它实际上是JavaFX内存泄漏问题？

Answer 1

您的问题的答案可以在名为javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager的包受保护的类中找到。

每次创建Sphere / Box / Cylinder 3D形状时，TriangleMesh对象都会根据给定的密钥添加到HashMap

对于球体，此键基于它们的半径和分割数量：

private static int generateKey(float r, int div) {
    int hash = 5;
    hash = 23 * hash + Float.floatToIntBits(r);
    hash = 23 * hash + div;
    return hash;
}

在测试中，您没有修改分区数，因此当您对所有500个球体使用相同的半径时，您为所有这些球体生成相同的键，因此管理器hashMap将始终包含一个单独的元素

对于常规情况来说，这是非常方便的，在这种情况下，你有几个具有完全相同网格的球体：你不必再次生成那些网格，你只需要做一次并缓存网格。

相反，如果球体的半径不同，则键将始终不同，每次单击时，您将向hashMap添加500个新对象。

当您使用球体清理容器时，管理员不知道并且不会从hashMap中删除它们，因此计数会增加，直到您获得内存异常。

通过反思，我设法监控sphereCache的大小，同时添加500个球体直到达到内存异常：

Spheres added. Total number of spheres: 500. Used memory: 7794744 Bytes of 3817865216 Bytes.
sphereCache: javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager@cb26fc7 Size: 500

Spheres added. Total number of spheres: 500. Used memory: 147193720 Bytes of 3817865216 Bytes.
sphereCache: javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager@cb26fc7 Size: 1000

...

Spheres added. Total number of spheres: 500. Used memory: 3022528400 Bytes of 3817865216 Bytes.
sphereCache: javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager@cb26fc7 Size: 11497

Spheres added. Total number of spheres: 500. Used memory: 3158410200 Bytes of 3817865216 Bytes.
sphereCache: javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager@cb26fc7 Size: 11996

Spheres added. Total number of spheres: 500. Used memory: 3292418936 Bytes of 3817865216 Bytes.
sphereCache: javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager@cb26fc7 Size: 12185

Exception in thread "JavaFX Application Thread"  java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3284)
at com.sun.javafx.collections.ObservableIntegerArrayImpl.ensureCapacity(ObservableIntegerArrayImpl.java:254)
at com.sun.javafx.collections.ObservableIntegerArrayImpl.setAllInternal(ObservableIntegerArrayImpl.java:131)
at com.sun.javafx.collections.ObservableIntegerArrayImpl.setAll(ObservableIntegerArrayImpl.java:156)
at javafx.scene.shape.Sphere.createMesh(Sphere.java:420)
at javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager.getSphereMesh(PredefinedMeshManager.java:68)
at javafx.scene.shape.Sphere.impl_updatePeer(Sphere.java:157)
at javafx.scene.Node.impl_syncPeer(Node.java:503)
at javafx.scene.Scene$ScenePulseListener.synchronizeSceneNodes(Scene.java:2290)

显然，如果我们可以访问该缓存，我们可以防止这种内存泄漏：

private void createSpheres(Group container) {
    container.getChildren().clear();
    if (sphereCache != null) {
        sphereCache.clear();
    }
    ...

}

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在JavaFX 3D

1 个答案: