缓存BufferedImage时可能发生内存泄漏

Question

我们有一个提供图像的应用程序，为了加快响应时间，我们将BufferedImage直接缓存在内存中。

class Provider {
    @Override
    public IData render(String... layers,String coordinate) {
        int rwidth = 256 , rheight = 256 ;

        ArrayList<BufferedImage> result = new ArrayList<BufferedImage>();

        for (String layer : layers) {
            String lkey = layer + "-" + coordinate;
            BufferedImage imageData = cacher.get(lkey);
            if (imageData == null) {
                try {
                    imageData = generateImage(layer, coordinate,rwidth, rheight, bbox);
                    cacher.put(lkey, imageData);
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                    continue;
                }
            }

            if (imageData != null) {
                result.add(imageData);
            }

        }
        return new Data(rheight, rheight, width, result);
    }

    private BufferedImage generateImage(String layer, String coordinate,int rwidth, int rheight) throws IOException {
        BufferedImage image = new BufferedImage(rwidth, rheight, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
        Graphics2D g = image.createGraphics();
        g.setColor(Color.RED);
        g.drawString(layer+"-"+coordinate, new Random().nextInt(rwidth), new Random().nextInt(rheight));
        g.dispose();
        return image;
    }

}
class Data implements IData {
    public Data(int imageWidth, int imageHeight, int originalWidth, ArrayList<BufferedImage> images) {
        this.imageResult = new BufferedImage(this.imageWidth, this.imageHeight, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
        Graphics2D g = imageResult.createGraphics();
        for (BufferedImage imgData : images) {
            g.drawImage(imgData, 0, 0, null);
            imgData = null;
        }
        imageResult.flush();
        g.dispose();

        images.clear();
    }

    @Override
    public void save(OutputStream out, String format) throws IOException {
        ImageIO.write(this.imageResult, format, out);
        out.flush();
        this.imageResult = null;
    }
}

用法：

class ImageServlet  extends HttpServlet {
    void doGet(req,res){
        IData data= provider.render(req.getParameter("layers").split(","));

        OutputStream out=res.getOutputStream();
        data.save(out,"png")
        out.flush();

    }
}

注意： provider提交的是单个实例。

但是，似乎存在可能的内存泄漏，因为当应用程序继续运行大约2分钟时，我将获得Out Of Memory异常。

然后我使用visualvm来检查内存使用情况：

即使我手动Perform GC ，也无法释放内存。

虽然只缓存了300多个BufferedImage ，并且使用了20M+内存，但仍保留了1.3G+内存。 事实上，通过“firebug”，我可以确保生成的图像小于1Kb 。 所以我认为内存使用不健康。

一旦我不使用缓存（注释以下行）：

//cacher.put(lkey, imageData);

内存使用率看起来很好：

所以看起来缓存的BufferedImage会导致内存泄漏。

然后我尝试将BufferedImage转换为byte[]并缓存byte[]而不是对象本身。 内存使用情况仍然正常。 但是我发现BufferedImage的Serialization和Deserialization Serialization Deserialization将花费太多时间。

所以我想知道你们有没有图像缓存的经验？

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更新：

既然有这么多人说没有内存泄漏，但是我的cacher使用了太多的内存，我不确定，但我试图直接缓存byte[]而不是BufferedImage ，内存使用看起来不错。 而我无法想象322图像会占用1.5G +内存，事件如@BrettOkken所说，总大小应为(256 * 256 * 4byte) * 322 / 1024 / 1024 = 80M 322/1024/1024 (256 * 256 * 4byte) * 322 / 1024 / 1024 = 80M ，远小于1Gb。

刚才，我改为缓存byte并再次监视内存，代码改变如下：

BufferedImage ig = generateImage(layer,coordinate rwidth, rheight);
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ImageIO.write(ig, "png", bos);
imageData = bos.toByteArray();
tileCacher.put(lkey, imageData);

和内存使用情况：

相同的代码，相同的操作。

Answer 1

从两个VisualVM屏幕截图中注意到，4,313个int []实例消耗了97.5％的内存（我假设是通过高速缓存的缓存图像），非高速缓存版本不会消耗这些内存。

虽然您有一个小于1K的PNG图像（根据PNG格式压缩），但这个单个图像是由多个缓冲图像实例（未压缩）生成的。 因此，您无法直接将浏览器的图像大小与服务器上占用的内存联系起来。 所以这里的问题不是内存泄漏，而是缓存这些未压缩的缓冲图像层所需的内存量。

解决此问题的策略是调整您的缓存机制：

• 如果可能，使用缓存的压缩版本的图层而不是原始图像
• 通过按实例或使用的内存量限制高速缓存大小，确保永远不会耗尽内存。 使用LRU或LIRS缓存驱逐策略
• 使用带有坐标和图层的自定义键对象作为两个单独的变量，使用equals / hashcode覆盖以用作键。
• 观察行为，如果有太多缓存未命中，那么您将需要更好的缓存策略或缓存可能是不必要的开销。
• 我相信您正在缓存图层，因为您期望图层和坐标的组合，因此无法缓存最终图像，但根据您希望您可能希望考虑该选项的请求模式的类型

Answer 2

不确定您使用的是哪种缓存API，或者您的请求中的实际值是什么。 但是基于visualvm，我认为String对象正在泄漏。 正如您所提到的，如果您关闭缓存，问题就解决了。

考虑下面代码片段的摘录。

    String lkey = layer + "-" + coordinate;
    BufferedImage imageData = cacher.get(lkey);

现在，您可以在此处为此代码考虑一些事项。

• 你每次为lkey获取新的字符串对象
• 您的缓存没有上限和没有驱逐政策（例如LRU）
• Cacher而不是做String.equals（）正在做==因为这是新的字符串对象，它们永远不会匹配，每次都会导致新的条目

Answer 3

VisualVM是一个开始，但它没有提供完整的图片。

您需要在应用程序使用大量内存时触发堆转储。 您可以从VisualVM触发堆转储。 如果将此vmarg添加到java进程，它也可以在OOME上自动完成：

 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 

使用Memory Analyzer Tool打开并检查堆转储。

该工具非常强大，可以帮助您遍历对象引用以发现：

1. 什么是你的记忆。
2. 为什么来自＃1的对象没有被垃圾收集。