从地图存储条目是否安全？它会导致内存泄漏吗？

时间：2018-03-22 09:17:40

标签： java dictionary collections memory-leaks garbage-collection

我遇到了这段代码（适用于虚拟数据）：

public Map<String, Integer> queryDatabase() {
    final Map<String, Integer> map = new TreeMap<>();
    map.put("one", 1);
    map.put("two", 2);
    // ...
    return map;
}

public Map.Entry<String, Integer> getEntry(int n) {
    final Map<String, Integer> map = queryDatabase();
    for (final Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
        if (entry.getValue().equals(n)) return entry; // dummy check
    }
    return null;
}

然后将Entry存储到新创建的对象中，该对象在未定义的时间段内保存到缓存中：

class DataBundle {
    Map.Entry<String, Integer> entry;

    public void doAction() {
    this.entry = Application.getEntry(2);
    }
}

虽然在一分钟内多次调用queryDatabase，但应在随后的gc循环中丢弃本地映射。我有理由相信，DataBundle保留Entry引用会阻止Map被收集。

此外，java.util.TreeMap.Entry包含对兄弟姐妹的多个引用：

static final class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    K key;
    V value;
    Entry<K,V> left;
    Entry<K,V> right;
    Entry<K,V> parent;
    // ...
}

问：将Map.Entry存储到成员字段中是否会将本地Map实例保留在内存中？

2 个答案:

答案 0 :(得分：2)

我编写了一个基准测试应用程序，结果清楚地表明，如果Map引用保持活动状态，则JVM 无法收集本地Entry实例。< / p>

这仅适用于TreeMap s，原因可能是TreeMap.Entry拥有对其兄弟姐妹的不同引用。

正如@OldCurmudgeon所提到的那样，

  

你不应该做任何假设[和]如果你想存储从Map.Entry派生的Key-Value对那么你应该复制

我相信，在这一点上，如果你不知道自己在做什么，无论你使用Map，Map.Entry都应该被认为是邪恶和反模式。

始终选择保存Map.Entry的副本或直接存储密钥和值。

对技术数据进行基准测试：

JVM 

java version "1.8.0_152"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_152-b16)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.152-b16, mixed mode)

CPU 

Caption           : Intel64 Family 6 Model 158 Stepping 9
DeviceID          : CPU0
Manufacturer      : GenuineIntel
MaxClockSpeed     : 4201
Name              : Intel(R) Core(TM) i7-7700K CPU @ 4.20GHz
SocketDesignation : LGA1151

RAM 

Model Name                  MaxCapacity MemoryDevices
----- ----                  ----------- -------------
      Physical Memory Array    67108864             4

基准测试的作用是什么？

  • 主程序将（伪）查询数据库500次
  • 将在每次迭代时创建DataBundle的新实例，并通过调用Map.Entry来存储随机getEntry(int)
  • queryDatabase将在每次通话时创建TreeMap 100_000个getEntry项，Map.Entry只会从地图返回一个DataBundle。
  • 所有ArrayList个实例都将存储到DataBundle缓存中。
  • Map.Entry gc存储100的方式在基准测试中会有所不同，以展示履行其职责的queryDatabase能力。
  • cache gc的{​​{1}}次DataBundle次class DataBundle { Map.Entry<String, Integer> entry = null; public DataBundle(int i) { this.entry = Benchmark_1.getEntry(i); } } 来电将被清除：这是为public class Benchmark_1 { static final List<DataBundle> CACHE = new ArrayList<>(); static final int MAP_SIZE = 100_000; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = 0; i < 500; i++) { if (i % 100 == 0) { System.out.println("Clearing"); CACHE.clear(); } final DataBundle dataBundle = new DataBundle(new Random().nextInt(MAP_SIZE)); CACHE.add(dataBundle); Thread.sleep(500); // to observe behavior in visualvm } } public static Map<String, Integer> queryDatabase() { final Map<String, Integer> map = new TreeMap<>(); for (int i = 0; i < MAP_SIZE; i++) map.put(String.valueOf(i), i); return map; } public static Map.Entry<String, Integer> getEntry(int n) { final Map<String, Integer> map = queryDatabase(); for (final Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) if (entry.getValue().equals(n)) return entry; return null; } } visualvm
    • 中100的效果

基准1：TreeMap并存储Map.Entry - CRASH

java.lang.OutOfMemoryError类：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at java.lang.Integer.valueOf(Integer.java:832)
    at org.payloc.benchmark.Benchmark_1.queryDatabase(Benchmark_1.java:34)
    at org.payloc.benchmark.Benchmark_1.getEntry(Benchmark_1.java:38)
    at org.payloc.benchmark.DataBundle.<init>(Benchmark_1.java:11)
    at org.payloc.benchmark.Benchmark_1.main(Benchmark_1.java:26)
Mar 22, 2018 1:06:41 PM sun.rmi.transport.tcp.TCPTransport$AcceptLoop executeAcceptLoop
WARNING: RMI TCP Accept-0: accept loop for 
ServerSocket[addr=0.0.0.0/0.0.0.0,localport=31158] throws
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at java.net.NetworkInterface.getAll(Native Method)
    at java.net.NetworkInterface.getNetworkInterfaces(NetworkInterface.java:343)
    at sun.management.jmxremote.LocalRMIServerSocketFactory$1.accept(LocalRMIServerSocketFactory.java:86)
    at sun.rmi.transport.tcp.TCPTransport$AcceptLoop.executeAcceptLoop(TCPTransport.java:400)
    at sun.rmi.transport.tcp.TCPTransport$AcceptLoop.run(TCPTransport.java:372)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

*** java.lang.instrument ASSERTION FAILED ***: "!errorOutstanding" with message can't create byte arrau at JPLISAgent.c line: 813

基准测试应用程序：

visualvm

应用程序甚至无法达到第一次gc次迭代（缓存清除），它会抛出Entry：

Map

尽管TreeMap在后​​台执行了某项活动，但HashMap图清楚地显示了如何保留内存，ergo：保持一个gc保留整个{{1}在堆中。

Benchmark_1: Heap Memory

Benchmark_1: GC Activity

基准测试2：HashMap并存储Map.Entry - PASS

非常相同的程序，而不是Map我正在使用Map.Entry。

cache能够收集本地visualvm个实例，尽管存储的TreeMap被保存到内存中，（如果您实际上尝试打印Map.Entry在基准测试之后你会看到实际的值。）

class DataBundle3 { String key; Integer value; public DataBundle3(int i) { Map.Entry<String, Integer> e = Benchmark_3.getEntry(i); this.key = e.getKey(); this.value = e.getValue(); } } 图表：

Benchmark_2: Heap Memory Benchmark_2: GC Activity

应用程序不会抛出任何内存错误。

基准3：TreeMap并仅存储键和值（无Map.Entry） - 通过

仍在使用gc，但这一次，我将直接存储密钥和值数据，而不是java.lang.ref.SoftReference。

TreeMap

安全方法，当应用程序正确到达时，Map.Entry会定期清理地图。

Benchmark_3: Heap Memory Benchmark_3: GC Activity

基准4：SoftReference的TreeMap和缓存（存储Map.Entry） - 通过

不是最好的解决方案，但由于许多缓存系统使用DataBundle，我会发布基准测试。

所以，仍然使用SoftReference<DataBundle>，仍将static final List<SoftReference<DataBundle>> CACHE = new ArrayList<>(); 存储到CACHE.add(new SoftReference<>(dataBundle)); ，但使用gc列表。

因此缓存变为：

SoftReference

我通过以下方式保存对象：

referent

应用程序正确完成，Map.Entry可以随时随地收集地图。 发生这种情况是因为{{1}}未保留其{{1}}（在我们的情况下为{{1}}）。

Benchmark_4: Heap Memory Benchmark_4: GC Activity

希望这对某人有用。

答案 1 :(得分：1)

Map.Entry的合同不在该领域作出任何承诺，因此您也不应做出任何假设。

  

...这些Map.Entry对象仅在迭代期间有效; ...

出于这个原因，如果您希望存储从Key-Value派生的Map.Entry对，那么您应该复制。

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