Java Timer 调度器内存回收
2021/6/29 7:22:09
本文主要是介绍Java Timer 调度器内存回收,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
一、任务精确性
通过前两节的分析,大概知道了Timer的运行原理,下面说说使用Timer需要注意的一些事项。下面是Timer简单原理图
从上图可以看到,真正运行闹钟的是一个单线程。也就是说队列中的闹钟,只能依次进行串行化的操作,闹钟的定时执行得不到保证。
比如下面的例子(本节所有代码只列出关键部分,下同)
public class ScheduleDemo { public static void main(String[] args) throws Exception { Timer timer = new Timer(); timer.schedule(new AlarmTask("闹钟"),1000,2000); } static class AlarmTask extends TimerTask { public void run() { log.info(new Date() +" 嘀。。。"); Thread.sleep(10_000); //模拟闹钟执行时间 } } }
从下面的运行结果可以看到,预期2秒以后运行的闹钟,推迟到了10秒以后。
Fri Nov 16 14:49:39 CST 2018 嘀。。。 Fri Nov 16 14:49:49 CST 2018 嘀。。。
下面是闹钟运行的时序图
解决方法
针对上面的情况,用户可在AlarmTask.run()里面再开一个异步线程,让TimerThread及时返回,执行队列中后续的闹钟。
public class ScheduleDemo { public static void main(String[] args) throws Exception { Timer timer = new Timer(); timer.schedule(new AlarmTask("闹钟"),1000,2000); } static class AlarmTask extends TimerTask{ static ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool(); public void run() { // 建立线程池,提高线程的复用,避免线程创建与上下文切换所带来的开销 threadPool.execute(new Runnable() { public void run() { log.info(new Date()+" 嘀。。。"); Thread.sleep(10_000); //模拟闹钟执行时间 } }); } } }
从下面的运行结果可以看到,所有的闹钟执行间隔符合预期的2秒。
Fri Nov 16 15:37:59 CST 2018 嘀。。。 Fri Nov 16 15:38:01 CST 2018 嘀。。。 Fri Nov 16 15:38:03 CST 2018 嘀。。。 Fri Nov 16 15:38:05 CST 2018 嘀。。。 Fri Nov 16 15:38:07 CST 2018 嘀。。。 Fri Nov 16 15:38:09 CST 2018 嘀。。。
下面是异步执行的时序图
通过异步执行任务的方式虽然保证了执行时间的准确性,但也会出现以下问题:
1. 操作系统一般对线程总量加以限制,比如linux下的/proc/sys/kernel/threads-max。当系统并发量很高的时候,开异步会影响其他应用的线程使用。
2. 如果当前系统运行着计算密度型应用,在CPU使用率很高的情况下将会出现排队现象。
3. JVM会给每一个线程分配栈内存,如果Timer分配的任务过多,将很快出现内存溢出的情况。
二、内存泄漏
第二个需要注意的问题是,当用户取消了一个任务以后,失效的任务依然会占据着queue队列,造成内存泄漏,下面是取消任务的源码。
public abstract class TimerTask implements Runnable { final Object lock = new Object(); int state = VIRGIN; static final int CANCELLED = 3; public boolean cancel() { synchronized(lock) { boolean result = (state == SCHEDULED); state = CANCELLED; return result; } }
可以看到TimerTask.cancel()仅仅只是修改task的状态值,并没有及时清理失效的任务。纵观整个Timer源码,唯一进行自我清理是在TimerThread中维护的(前提是当前失效的任务优先级最高)。
class TimerThread extends Thread { private TaskQueue queue; public void run() { mainLoop(); } private void mainLoop() { while (true) { synchronized(queue) { task = queue.getMin(); synchronized(task.lock) { if (task.state == TimerTask.CANCELLED) { // 整个Timer中唯一维护自我清理的地方 queue.removeMin(); continue; } } } } } }
下面列举一个内存泄漏的例子。
public class ScheduleDemo { public static void main(String[] args) throws Exception { Timer timer = new Timer(); int i = 0; timer.schedule(new AlarmTask("闹钟"+i++),100,100); while(true){ TimerTask alarm = new AlarmTask("闹钟"+i); timer.schedule(alarm,100,10_0000); alarm.cancel(); Thread.yield(); log.info("已取消闹钟"+i++); } } static class AlarmTask extends TimerTask{ String name ; byte[] bytes = new byte[10*1024*1024]; //模拟业务数据 public AlarmTask(String name){ this.name=name; } @Override public void run() { log.info("["+name+"]嘀。。。"); } } }
为了快速暴露问题,特意增加了闹钟实例的大小;同时限制了jvm的堆内存分配
-Xmx100M -Xms100M
运行结果如下
已取消闹钟1 已取消闹钟2 已取消闹钟3 已取消闹钟4 已取消闹钟5 已取消闹钟6 已取消闹钟7 Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at com.haanoo.schedule.ScheduleDemo$AlarmTask.<init>(ScheduleDemo.java:25) at com.haanoo.schedule.ScheduleDemo.main(ScheduleDemo.java:15) [闹钟0]嘀。。。 [闹钟0]嘀。。。
从运行的结果看出,失效闹钟没有被及时清理,且很快造成了OOM(主线程因OOM异常退出,而TimerThread线程不受影响)。
有人会想:会不会GC没有运行,或来不及运行而导致OOM?下面看一下GC日志,同时dump一下OOM时的堆内存,方便后面MAT分析
-XX:+PrintGC -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:/timer.dump
下面是运行结果
已取消闹钟1 [GC (Allocation Failure) 24103K->21319K(98304K), 0.0187832 secs] 已取消闹钟2 已取消闹钟3 [GC (Allocation Failure) 42289K->41792K(98304K), 0.0081251 secs] 已取消闹钟4 已取消闹钟5 [GC (Allocation Failure) 63024K->62160K(98304K), 0.0079021 secs] [Full GC (Ergonomics) 62160K->62038K(98304K), 0.0261820 secs] 已取消闹钟6 已取消闹钟7 [Full GC (Ergonomics) 83014K->82518K(98304K), 0.0083257 secs] [Full GC (Allocation Failure) 82518K->82503K(98304K), 0.0088677 secs] java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space Dumping heap to d:/timer.dump ... Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at com.haanoo.schedule.ScheduleDemo$AlarmTask.<init>(ScheduleDemo.java:25) at com.haanoo.schedule.ScheduleDemo.main(ScheduleDemo.java:15) [闹钟0]嘀。。。 Heap dump file created [85271860 bytes in 0.052 secs]
从日志可以看出GC一直在努力,中间进行了3次Full GC(此时会影响应用性能),但基本没啥效果。
再用MAT看一下堆快照
通过MAT观察则一目了然,失效的7个闹钟(每个10M)占据了70M堆内存。
通过上面的分析可以看到,虽然TimeTask.cancel()提供了一个及时取消的接口,但却没有一个自动机制保证失效的任务及时回收(需要用户手动处理)。
解决方法
为了防止内存泄漏,Timer提供了一个接口purge()及时清除无效任务。
public class Timer { private final TaskQueue queue = new TaskQueue(); public int purge() { int result = 0; synchronized(queue) { for (int i = queue.size(); i > 0; i--) { if (queue.get(i).state == TimerTask.CANCELLED) { // 清除无效任务 queue.quickRemove(i); result++; } } if (result != 0) // 重新整理队列中得任务 queue.heapify(); } return result; }
用户只要合理地使用timer.purge()就能避免内存泄漏,遗憾地是在我所接触的项目中,(或许没有引起重视)基本没有用到这个接口方法。
以上内容来自:https://my.oschina.net/u/3536632/blog/2961285
Timer的purge
看Android的文档,提到Timer会和一个Thread关联,所有的任务都在这个关联的Thread里执行。只有一个关联的Thread,所以不会存在同一Timer的两个Task同时执行的情况,这很好理解。
方法cancel会取消所有等待执行的Task,并且关联的Thread会被释放,这也很好理解。
可是看到Timer还提供了purge这个方法,注释是“从task queue里移除所有标记为canceled的task”。这里就有点糊涂了,既然cancel已经有这个功能了,为什么还要多此一举提供purge?
原来TimerTask也有cancel方法,对比Timer的cancel方法,TimerTask的cancel杀伤力没那么大,一次只取消一个Task。那么问题来了:如何释放对TimerTask的引用呢?不然会有内存泄漏。
purge方法就是用来释放内存引用的。purge方法会检查timer队列里标记为canceled的task,将对它的引用置为null。如此说来,purge方法的作用很不小呢?
和我一样从C++转到Java、对Timer不熟悉的同学此刻后背是不是起了冷汗?
唔使惊。可能是Timer的设计者也意识到了这个问题,所以Timer的关联Thread在run的时候会去检查是否有作废了的Task,有的话就将引用置为null。但是Timer关联的这个Thread运行是有条件的,如果Timer的计时时间未到,同时没有新的Task进来,关联的Thread就没法运行,就会存在临时内存泄漏的问题。
未满足好奇心的同学可以参考如下资源:
http://developer.android.com/reference/java/util/Timer.html
http://www.slavaoneverything.com/2011/09/bad-timer/
Android源代码文件java\util\Timer.java
Android源代码文件java\util\TimerTask.java
timer在cancel后调用purge方法即可完成内存回收
... Timer timer = new Timer(); ... for (int i = 0; i < 10000000; i++) { final MyTask task = new MyTask(); timer.schedule(task, 30000); task.cancel(); timer.purge(); }
这篇关于Java Timer 调度器内存回收的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!
- 2024-10-06小米11i印度快充版ROM合集:极致体验,超越期待
- 2024-10-06【ROM下载】小米11i 5G 印度版系统, 疾速跃迁,定义新速度
- 2024-10-06【ROM下载】小米 11 青春活力版,青春无极限,活力全开
- 2024-10-05小米13T Pro系统合集:性能与摄影的极致融合,值得你升级的系统ROM
- 2024-10-01基于Python+Vue开发的医院门诊预约挂号系统
- 2024-10-01基于Python+Vue开发的旅游景区管理系统
- 2024-10-01RestfulAPI入门指南:打造简单易懂的API接口
- 2024-10-01初学者指南:了解和使用Server Action
- 2024-10-01Server Component入门指南:搭建与配置详解
- 2024-10-01React 中使用 useRequest 实现数据请求