Tomcat如何檢測內存泄漏

一般情況下，如果我們重啟web應用是通過重啟tomcat的話，則不存在內存泄漏問題。但如果不重啟tomcat而對web應用進行重加載則可能會導致內存泄漏，因為重加載后有可能會導致原來的某些內存無法讓GC回收，例如web應用使用了JDBC，驅動會進行注冊，當web應用停止時沒有反注冊就會導致內存泄漏。

看看是什么原因導致tomcat內存泄漏的。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類加載器，當熱部署時就將原來的類加載器廢棄并重新實例化一個WebappClassLoader類加載器。但這種方式可能存在內存泄漏問題，因為ClassLoader是一個結構復雜的對象，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，還可能對其加載的元數據（方法、類、字段等）有引用都會導致無法被GC回收。

如上圖，tomcat的資源由不同類加載器加載，這里只看BootstrapClassLoader和WebappClassLoader兩個類加載器，BootstrapClassLoader負責加載rt.jar包的Java.sql.DriverManager，WebappClassLoader負責加載web應用中的MySQL驅動包，其中有一個很重要的步驟是mysql的驅動類需要注冊到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中反注冊掉的話，則會導致整個WebappClassLoader回收不了，造成內存泄漏。

接著看tomcat如何對此內存泄漏進行監控的，要判斷WebappClassLoader會不會導致內存泄漏只需判斷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垃圾回收發生之前，即如果某WebappClassLoader對象只被某弱引用關聯，則它會在下次垃圾回收時被回收，但如果WebappClassLoader對象除了被弱引用關聯外還被其他對象強引用，那么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內存泄漏了。

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加載器中的元素引用到時，JVM發生垃圾回收時則會把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用于跟蹤WebappClassLoader，在查找內存泄漏之前會先強制調用System.gc();進行一次垃圾回收，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，則是未被垃圾回收的WebappClassLoader，屬于內存泄漏的。

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