Что такое утечки памяти в Java и как их можно избегать?

Утечка памяти в Java — это ситуация, когда объекты, которые больше не используются программой, остаются в памяти и не могут быть убраны сборщиком мусора. Это приводит к постепенному исчерпанию доступной памяти и, в конечном итоге, к ошибке OutOfMemoryError.

Причины:

• Неправильное закрытие ресурсов: Незакрытые потоки, соединения с базами данных, файлы и т.п. удерживают ссылки на объекты.
• Чрезмерное использование статических коллекций: Статические коллекции существуют на протяжении всего времени работы приложения и могут удерживать ссылки на объекты, которые должны были быть освобождены.
• Внутренние классы с неявными ссылками на внешний класс: Нестатические внутренние классы содержат неявную ссылку на экземпляр внешнего класса. Если экземпляр внутреннего класса сохраняется дольше, чем экземпляр внешнего, это может привести к утечке.
• Переопределение методов equals() и hashCode(): Неправильная реализация может привести к тому, что объекты не будут корректно удаляться из коллекций.
• Использование ThreadLocal без очистки: Если ThreadLocal переменная не очищается после использования, связанный с ней объект может оставаться в памяти, пока существует поток.

Как избежать:

• Использовать try-with-resources: Для автоматического закрытия ресурсов.

  // пример использования try-with-resources
  try (FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt")) {
      // чтение из файла
  } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
  }
  

• Ограничивать использование статических коллекций: Использовать их с осторожностью и очищать при необходимости.

• Использовать статические внутренние классы: Если внутреннему классу не нужен доступ к полям внешнего класса.

• Корректно реализовывать equals() и hashCode(): Следуя контракту.

• Использовать ThreadLocal.remove(): После завершения использования ThreadLocal переменной.

  // пример очистки ThreadLocal
  ThreadLocal<Data> threadLocalData = new ThreadLocal<>();
  // ... использование threadLocalData ...
  threadLocalData.remove();
  

• Использовать профилировщики памяти: Для анализа использования памяти и выявления утечек. К популярным инструментам относятся JProfiler, YourKit, VisualVM (Memory Sampler/Analyzer).