Tomcat如何檢測記憶體流失

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一般情況下，如果我們重啟web應用是通過重啟tomcat的話，則不存在記憶體流失問題。但如果不重啟tomcat而對web應用進行重載入則可能會導致記憶體流失，因為重載入後有可能會導致原來的某些記憶體無法讓GC回收，例如web應用使用了JDBC，驅動會進行註冊，當web應用停止時沒有反註冊就會導致記憶體流失。

看看是什麼原因導致tomcat記憶體流失的。這個要從熱部署開始說起，因為tomcat提供了不必重啟容器而只需重啟web應用以達到熱部署的功能，其實現是通過定義一個WebappClassLoader類載入器，當熱部署時就將原來的類載入器廢棄並重新執行個體化一個WebappClassLoader類載入器。但這種方式可能存在記憶體流失問題，因為ClassLoader是一個結構複雜的對象，導致它不能被GC回收的可能性比較多，除了對ClassLoader對象有引用可能導致其無法回收，還可能對其載入的中繼資料（方法、類、欄位等）有引用都會導致無法被GC回收。

如，tomcat的資源由不同類載入器載入，這裡只看BootstrapClassLoader和WebappClassLoader兩個類載入器，BootstrapClassLoader負責載入rt.jar包的java.sql.DriverManager，WebappClassLoader負責載入web應用中的mysql驅動包，其中有一個很重要的步驟是mysql的驅動類需要註冊到DriverManager中，即DriverManager.registerDriver(new Driver())，它由mysql驅動包自動完成。這樣一來當web應用進行熱部署操作時，沒有將mysql的Driver從DriverManager中反註冊掉的話，則會導致整個WebappClassLoader回收不了，造成記憶體流失。

接著看tomcat如何對此記憶體流失進行監控的，要判斷WebappClassLoader會不會導致記憶體流失只需判斷WebappClassLoader有沒有被GC回收即可。在Java中有一種引用叫弱引用，它能很好判斷WebappClassLoader有沒有被GC回收，被弱引用關聯的對象只能生存到下一次記憶體回收發生之前，即如果某WebappClassLoader對象只被某弱引用關聯，則它會在下次記憶體回收時被回收，但如果WebappClassLoader對象除了被弱引用關聯外還被其他對象強引用，那麼WebappClassLoader對象是不會被回收的，根據這些條件就可以判斷是否有WebappClassLoader記憶體流失了。

Tomcat的實現是通過WeakHashMap來實現弱引用的，只需將WebappClassLoader對象put到WeakHashMap中，例如weakMap.put(“a”,webappClassLoader)，當webappClassLoader及其包含的元素沒有被其它任何類載入器中的元素引用到時，JVM發生記憶體回收時則會把webappClassLoader對象回收。

簡單的實現代碼大致如下：

public class MemoryLeakTest{private Map<ClassLoader, String> childClassLoaders = new WeakHashMap<ClassLoader, String>();public String[] findReloadedContextMemoryLeaks() {        System.gc();        List<String> result = new ArrayList<String>();        for (Map.Entry<ClassLoader, String> entry : childClassLoaders.entrySet()) {            ClassLoader cl = entry.getKey();            if (!((WebappClassLoader) cl).isStarted()) {                result.add(entry.getValue());            }        }        return result.toArray(new String[result.size()]);    }}

使用一個WeakHashMap用於跟蹤WebappClassLoader，在尋找記憶體流失之前會先強制調用System.gc();進行一次記憶體回收，保證沒問題的WebappClassLoader都被回收掉，這時如果還有WebappClassLoader的狀態是非started（正常啟動的都為started，關閉了的則為非started）的，則是未被記憶體回收的WebappClassLoader，屬於記憶體流失的。

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