注意避坑，Java内部类持有外部类会导致内存泄露

简介

说明

本文介绍 Java 内部类持有外部类导致内存泄露的原因以及其解决方案。

为什么内部类持有外部类会导致内存泄露

非静态内部类会持有外部类，如果有地方引用了这个非静态内部类，会导致外部类也被引用，垃圾回收时无法回收这个外部类（即使外部类已经没有其他地方在使用了）。

解决方案

不要让其他的地方持有这个非静态内部类的引用，直接在这个非静态内部类执行业务。

将非静态内部类改为静态内部类。内部类改为静态的之后，它所引用的对象或属性也必须是静态的，所以静态内部类无法获得外部对象的引用，只能从 JVM 的 Method Area（方法区）获取到static类型的引用。

为什么要持有外部类

Java 语言中，非静态内部类的主要作用有两个：

当内部类只在外部类中使用时，匿名内部类可以让外部不知道它的存在，从而减少了代码的维护工作。
当内部类持有外部类时，它就可以直接使用外部类中的变量了，这样可以很方便的完成调用，如下代码所示：

package org.example.a;

class Outer{
    private String outerName = "Tony";

    class Inner{
        private String name;

        public Inner() {
            this.name = outerName;
        }
    }

    Inner createInner() {
        return new Inner();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Outer.Inner inner = new Outer().createInner();
        System.out.println(inner);
    }
}

但是，静态内部类就无法持有外部类和其非静态字段了。比如下边这样就会报错：

package org.example.a;

class Outer{
    private String outerName = "Tony";

    static class Inner{
        private String name;

        public Inner() {
            this.name = outerName;
        }
    }

    Inner createInner() {
        return new Inner();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Outer.Inner inner = new Outer().createInner();
        System.out.println(inner);
    }
}

报错：

实例：持有外部类

代码

package org.example.a;

class Outer{
    class Inner {

    }

    Inner createInner() {
        return new Inner();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Outer.Inner inner = new Outer().createInner();
        System.out.println(inner);
    }
}

断点调试

可以看到：内部类持有外部类的对象的引用，是以“this$0”这个字段来保存的。

实例：不持有外部类

代码

package org.example.a;

class Outer{
    static class Inner {

    }

    Inner createInner() {
        return new Inner();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Outer.Inner inner = new Outer().createInner();
        System.out.println(inner);
    }
}

断点调试

可以发现：内部类不再持有外部类了。

实例：内存泄露

简介

若内部类持有外部类的引用，对内部类的使用很多时，会导致外部类数目很多。此时，就算是外部类的数据没有被用到，外部类的数据所占空间也不会被释放。

本处在外部类存放大量的数据来模拟。

代码

package org.example.a;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Outer{
    private int[] data;

    public Outer(int size) {
        this.data = new int[size];
    }

    class Innner{

    }

    Innner createInner() {
        return new Innner();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Object> list = new ArrayList<>();
        int counter = 0;
        while (true) {
            list.add(new Outer(100000).createInner());
            System.out.println(counter++);
        }
    }
}

测试

可以看到：运行了八千多次的时候就内存溢出了。

我换了一台 mac 电脑，4000 多就内存溢出了。

不会内存泄露的方案

简介

内部类改为静态的之后，它所引用的对象或属性也必须是静态的，所以静态内部类无法获得外部对象的引用，只能从 JVM 的 Method Area（方法区）获取到 static 类型的引用。

代码

package org.example.a;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Outer{
    private int[] data;

    public Outer(int size) {
        this.data = new int[size];
    }

    static class Inner {

    }

    Inner createInner() {
        return new Inner();
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Object> list = new ArrayList<>();
        int counter = 0;
        while (true) {
            list.add(new Outer(100000).createInner());
            System.out.println(counter++);
        }
    }
}