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宗熙先生談記憶體(4):什麽是「記憶體泄露」?它有哪些危害?

2024-10-12數位

一、前言

作為普通數位科技愛好者朋友,可能經常會在各種場合聽到一個詞叫「記憶體泄露」,英文名稱為「memory leak」。

對於沒有任何編程開發基礎的朋友來說,這個詞可能很難理解,完全無法從字面上揣測它的意思,下面小編將淺顯地向大家介紹一下什麽是「記憶體泄露」。

二、理解的難點所在

在「記憶體泄露」這個概念中,「記憶體」這部份很好理解,沒有歧義,指的就是作業系統(以下用Windows舉例)為各種程式和行程所分配的記憶體,它主要來源於使用者所安裝的實體記憶體或者用磁盤所模擬出來虛擬記憶體。

真正難以理解的是什麽是「泄露」?什麽是有關記憶體的「泄露」?而要理解這個概念,大家必須對Windows作業系統的記憶體管理機制有一定的認識。

三、Windows的記憶體管理機制

眾所周知,當一個程式被啟動執行時,Windows作業系統會將該程式的所有程式碼和相關數據調入記憶體,然後再由處理器執行各種運算。

對於記憶體,從Windows作業系統層面來看,主要涉及三種工作:如何在確保高效、安全的情況下分配、管理和釋放記憶體。當程式被啟動時,需要為它分配記憶體,當程式被關閉結束時,需要盡快釋放之前為其所分配、占用的記憶體,以節省記憶體資源供其他程式使用。

四、什麽是記憶體的「泄露」?

記憶體的「泄露」主要指的是記憶體釋放環節,是指在程式執行過程中,之前已經分配的記憶體無法被及時釋放或回收,導致這部份記憶體在不再使用後仍然被占用,無法供其他程式或同一程式的其他部份使用。

簡單來說,「記憶體泄露」指的是一部份已經被分配、占用的記憶體,因為某些特殊原因,脫離正常的分配、使用和回收釋放的管理機制,無法被及時釋放或回收的一種特殊、異常情況。

需要強調指出的是,記憶體泄露是一種比較普遍的錯誤,它不僅可能存在於Windows作業系統中,其他作業系統內也可能會存在,各種開發語言和套用軟體都有可能存在。

五、造成記憶體泄漏的常見原因

1、忘記釋放記憶體。這是最常見的記憶體泄露原因,往往和程式設計師的開發水平有關,程式設計師在分配記憶體後,忘記在適當的時候釋放。

2、迴圈參照。在使用智慧指標或垃圾回收機制的語言中,物件之間可能存在迴圈參照,導致垃圾回收器無法正確辨識這些物件為可回收狀態。

3、錯誤的指標操作。指標被重新賦值或遺失,導致原先指向的記憶體地址無法被存取,從而無法釋放。

4、例外處理不當。在異常情況下,程式可能提前結束,導致某些記憶體沒有被釋放。

六、記憶體泄露的影響和危害

如果記憶體泄露的情況比較輕,那麽一般來說不會有什麽明顯的負面影響,最終的結果是有一小部份記憶體無法被作業系統回收釋放,用於其他應用程式,存在記憶體資源浪費。

但是,如果記憶體泄露存在於一段常用、被頻繁執行的程式碼中,那麽隨著時間的推移,這種未被釋放的記憶體會被不斷累積,它的危害就會很大,Windows作業系統的可用記憶體會越來越少,程式執行速度將會變慢,響應時間增加,執行會變得卡頓。

在極端情況下,記憶體泄露可能導致系統資源耗盡,程式無法繼續執行,甚至會導致作業系統變得不穩定。某些型別的記憶體泄還可能會暴露使用者的敏感資訊,如密碼、金鑰等,存在嚴重的安全隱患。

七、普通使用者如何預防、解決記憶體泄漏?

綜上所述,記憶體泄露主要是和套用軟體的開發商和程式設計師有關,如何避免杜絕記憶體泄露是程式設計師需要高度重視的問題,而不是廣大普通使用者。

對於廣大普通使用者來說,為了避免出現記憶體泄露,應該盡量安裝各種經過官方認證的最新版本應用程式。如果真的出現疑似記憶體泄漏的情況,比如記憶體可用量越來越少,執行變得卡頓的話,最簡單的解決方案是重新開機作業系統。

道理也非常好理解,重新開機作業系統後,所有之前被分配、占用的記憶體都會被清零,重新洗牌,從而變相地解決之前所出現的記憶體泄漏的情況。

八、小編總結

嚴格來說,記憶體泄露主要是套用軟體開發商和程式設計師所需要關註的問題,應該培養良好的編程實踐,掌握專業的檢測工具,人而盡可能地效避免記憶體泄露,提高程式的穩定性和效能。

作為資深數位科技愛好的朋友,只需要大致理解記憶體泄露的概念即可,如果想進一步深入了解,則需要有一定的編程開發基礎,有興趣的朋友可以閱讀專業書籍。