《Java程序性能优化》subString()方法的内存泄露
String的构造
首先了解下String的构造,String内部使用char [] value 来存储字符。
需要注意 offset和count在1.7已经没有了。
/** The value is used for character storage. */
private final char value[];
/** The offset is the first index of the storage that is used. */
private final int offset;//仅仅出现在1.7以下
/** The count is the number of characters in the String. */
private final int count;//仅仅出现在1.7以下
测试用例
环境: jdk1.6 之后为jdk1.7
运行参数 这里指定了最大堆为50m . 如果list仅仅存400个字符 应该是完全没问题的。
`-Xms50m -Xmx50m -XX:+PrintGCDetails`
public class MyTest {
public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
List list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
list.add(new HugeStr().getSub());
// list.add(new ImprovedHugeStr().getSub());
}
Object o = list.get(99);
Field value = String.class.getDeclaredField("value");
value.setAccessible(true);
Object o1 = value.get(o);
if (o1 instanceof char[]) {
System.out.println(((char[]) o1).length);
}
}
public static class HugeStr{
private String str = new String(new char[1024*1024]);
public String getSub(){
return str.substring(1, 5);//1.7已经修复, 内部采用Arrays.copyOfRange
}
}
public static class ImprovedHugeStr{
private String str = new String(new char[1024*1024]);
public String getSub(){
return new String(str.substring(1, 5));//new String的时候会使用Arrays.copyOfRange 拷贝需要的部分。
}
}
}
jdk1.6 String代码部分实现
需要注意subString时传入的value是原字符串的char [] value.
new String 时，判断了offset与count.通过 Arrays.copyOfRange生成字符数组。
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
if (beginIndex < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
}
if (endIndex > count) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
}
if (beginIndex > endIndex) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex - beginIndex);
}
return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this :
new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);//此处value储存有原字符串的所有字符①
}
// Package private constructor which shares value array for speed.
String(int offset, int count, char value[]) {//subString最终调用此方法②
this.value = value;
this.offset = offset;
this.count = count;
}
public String(String original) {
int size = original.count;
char[] originalValue = original.value;
char[] v;
if (originalValue.length > size) {
// The array representing the String is bigger than the new
// String itself. Perhaps this constructor is being called
// in order to trim the baggage, so make a copy of the array.
int off = original.offset;
v = Arrays.copyOfRange(originalValue, off, off+size);//③此处保证修复后的代码不再泄露
} else {
// The array representing the String is the same
// size as the String, so no point in making a copy.
v = originalValue;
}
this.offset = 0;
this.count = size;
this.value = v;
}
由上面代码可以知道。当使用HugeStr的getSub的时候，str.subString(1,5)返回的子串包含了原字符串的char数组 value.
jdk1.6中使用测试subString
①处 subString的value （v）和②处value代表原字符串str 的字符数组（长度大于4）。由于v的长度远大4，所以很快就内存不够，当内存不够发生gc的时候，v一直被子串b引用，导致无法回收。所以会报OOM。
看下测试效果:
一个子串包含了原字符串的所有char,1024*1024=148576
jdk1.6中使用修复后的代码测试subString
而ImprovedHugeStr的gutSub的时候， 实际在new String(str.substring(1, 5));的时候，返回的Arrays.copyOfRange拷贝的值（③）。已经失去了原字符串str 包括其value的引用，即使原字符串的value 很大，但是已经不被GC Roots对象链接到，会被回收。区区4长度*100的字符串， 不会引起OOM.
效果如图:
JDK1.7中已经修复了该问题
在new String内部使用了 Array.copyOfRange 拷贝。 原value 不再引用。当内存不够发生gc的时候，原value被回收。
jdk1.7 String代码部分实现
关键在 subString后调用的构造方法有改变。也是通过Arrays.copyOfRange拷贝。
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
if (beginIndex < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
}
if (endIndex > value.length) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
}
int subLen = endIndex - beginIndex;
if (subLen < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
}
return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this
: new String(value, beginIndex, subLen);
}
public String(char value[], int offset, int count) {//subString最终调用此构造方法
if (offset < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
}
if (count < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);
}
// Note: offset or count might be near -1>>>1.
if (offset > value.length - count) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);
}
this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);//此处是关键
}
public String(String original) {
this.value = original.value;//1.7的构造方法有改变。 成员不再有 count,offset
this.hash = original.hash;
}
测试效果: