Java 缓存BuffereImage时可能发生内存泄漏

我们有一个提供图像服务的应用程序，为了加快响应时间，我们将

buffereImage

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;
    }
}

注意：

提供程序

字段是一个实例

但是，似乎存在可能的内存泄漏，因为当应用程序持续运行大约2分钟时，我将出现

内存不足

异常

然后我使用

visualvm

检查内存使用情况：

即使我手动执行GC，内存也无法释放

虽然只有300+

buffereImage

缓存，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是不健康的

一旦我不使用缓存（在下面的行中注释）：

内存使用情况看起来不错：

因此，缓存的

buffereImage

似乎导致了内存泄漏

然后我尝试将

BufferedImage

转换为

byte[]

并缓存

byte[]

，而不是对象本身。内存使用仍然正常。但是，我发现

缓冲区映像的
序列化
和
反序列化
将花费太多时间

所以我想知道你们是否有图像缓存的经验


更新：

因为有很多人说没有内存泄漏，但我的缓存使用了太多内存，我不确定，但我已经尝试缓存
byte[]
而不是直接缓存
BufferedImage
，内存使用情况看起来不错。我无法想象322图像会占用1.5G+内存，正如@BrettOkken所说，总大小应该是
（256*256*4字节）*322/1024/1024=80M
，远小于1Gb

刚才，我更改为缓存
字节
并再次监视内存，代码更改如下：

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

以及内存使用情况：


相同的代码，相同的操作。
不确定您使用的缓存API是什么，或者请求中的实际值是什么。然而，基于visualvm，我认为字符串对象正在泄漏。正如您所提到的，若关闭缓存，问题就会得到解决

考虑以下代码片段的摘录

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

现在这里有几件事让你考虑一下这个代码。


您可能每次都会为lkey获取新的字符串对象
您的缓存没有上限，也没有逐出策略（例如LRU）
Cacher而不是doing String.equals（）是doing==和，因为
它们从不匹配的新字符串对象是否每次都会导致新条目
请注意，从两个VisualVM屏幕截图中可以看出，4313个int[]实例（我假设是缓存的图像）消耗的97.5%内存在非缓存版本中没有消耗


虽然您有一个小于1K的PNG图像（按照PNG格式进行压缩），但这个图像是由缓冲图像（未压缩）的多个实例生成的。因此，您不能直接将浏览器中的图像大小与服务器上占用的内存关联起来。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缓存机制：


如果可能，请使用缓存层的压缩版本，而不是原始版本
图像
通过限制缓存大小，确保永远不会耗尽内存
按实例或所使用的内存量。使用LRU或LIR
缓存逐出策略
将坐标和图层作为两个单独的对象使用自定义关键点对象
使用equals/hashcode重写变量以用作键
观察该行为，如果缓存未命中过多，则
需要更好的缓存策略，否则缓存可能是不必要的
头顶
我相信您正在缓存层，正如您所期望的层的组合
和坐标，因此无法缓存最终图像，但取决于
您期望的请求模式可能会考虑该选项，如果可能的话
VisualVM是一个开始，但它没有给出完整的图片

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

 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 

用于打开和检查堆转储

该工具功能强大，可帮助您浏览对象引用以发现：

究竟是什么在使用你的记忆
为什么#1中的对象没有被垃圾收集
图像是彩色的还是灰度的？如果是灰度，每像素8或16位？如果是颜色，是什么颜色的型号？图像的分辨率是多少？如果图像小于1 KB，则表示该图像为8位灰度且小于32 x 32像素。所有生成的图像都使用
缓冲图像类型。type_INT_ARGB
。大小小于1kb，因为我只画了一些字符串。BuffereImage没有压缩。它们有支持数据数组（在您的情况下可能是字节[]），根据颜色模型（在您的情况下可能是4）为每个像素分配值。因此，消耗的内存量大约为宽*高*4。然后300+
BuffereImage
使用的内存似乎正常，但保留的内存大小一直在增加。我认为我们已经确定这不是内存泄漏。是否可以缓存servlet的输出（完整生成的图像），而不是中间层？或者您的数据是完全动态的，因此每个响应都是唯一的？如果可以缓存servlet响应，那么可能既可以节省CPU又可以节省内存。也许还可以添加一个HTTP缓存（反向代理或类似的，如nginx或varnish）来卸载JVM堆    String lkey = layer + "-" + coordinate;
    BufferedImage imageData = cacher.get(lkey);

 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError