在JavaFX 3D中删除对象时内存泄漏

我已经编写了一个N-Body-simulation JavaFX程序，它将模拟的物体显示为球体。不幸的是，我正在与内存泄漏作斗争

我发现，当球体从容器中删除时，即使不存在对球体的引用（至少从我的代码中），也不会释放为球体分配的内存

复制这种行为很容易：下面的代码本质上是Eclipse在创建JavaFX项目时自动生成的JavaFX代码。我添加了一个按钮和一个组（作为球体的容器）。单击该按钮将调用createSpheres方法，该方法会在每次单击时将500个球体添加到容器中，并在控制台中显示已使用（堆）内存

    package application;

    import java.util.Random;
    import javafx.application.Application;
    import javafx.stage.Stage;
    import javafx.scene.Group;
    import javafx.scene.Scene;
    import javafx.scene.control.Button;
    import javafx.scene.layout.VBox;
    import javafx.scene.shape.Sphere;

    public class Main extends Application {
        @Override
        public void start(Stage primaryStage) {
            try {

                // --- User defined code -----------------
                VBox root = new VBox();
                Button btn = new Button("Add spheres...");
                Group container = new Group();
                root.getChildren().addAll(btn, container);
                btn.setOnAction(e -> {
                    createSpheres(container);
                });
                // ---------------------------------------
                Scene scene = new Scene(root,400,400);
                primaryStage.setScene(scene);
                primaryStage.show();
            } catch(Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        public static void main(String[] args) {
            launch(args);
        }

        // --- User defined code ------------------------------------------------------------------------
        // Each call increases the used memory although the container is cleared and the GC is triggered. 
        // The problem does not occur when all spheres have the same radius.
        // ----------------------------------------------------------------------------------------------
        private void createSpheres(Group container) {
                container.getChildren().clear();
                Runtime.getRuntime().gc();
                Random random = new Random();
                for (int i = 0; i < 500; i++) {
                    //double d = 100;                               // OK
                    double d = 100 * random.nextDouble() + 1;       // Problem 
                    container.getChildren().add(new Sphere(d));
                }
                System.out.printf("Spheres added. Total number of spheres: %d. Used memory: %d Bytes of %d Bytes.\n", 
                        container.getChildren().size(), 
                        Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory(),
                        Runtime.getRuntime().maxMemory());
        }
        // ----------------------------------------------------------------------------------------------
    }

包应用；
导入java.util.Random；
导入javafx.application.application；
导入javafx.stage.stage；
导入javafx.scene.Group；
导入javafx.scene.scene；
导入javafx.scene.control.Button；
导入javafx.scene.layout.VBox；
导入javafx.scene.shape.Sphere；
公共类主扩展应用程序{
@凌驾
公共无效开始（阶段primaryStage）{
试一试{
//---用户定义代码-----------------
VBox root=新的VBox（）；
按钮btn=新按钮（“添加球体…”）；
组容器=新组（）；
root.getChildren（）.addAll（btn，容器）；
btn.设置动作（e->{
创建球体（容器）；
});
// ---------------------------------------
场景=新场景（根，400400）；
初级阶段。场景（场景）；
primaryStage.show（）；
}捕获（例外e）{
e、 printStackTrace（）；
}
}
公共静态void main（字符串[]args）{
发射（args）；
}
//---用户定义代码------------------------------------------------------------------------
//尽管容器被清除并且GC被触发，但每次调用都会增加已用内存。
//如果所有球体的半径相同，则不会出现此问题。
// ----------------------------------------------------------------------------------------------
专用void createSpheres（组容器）{
container.getChildren（）.clear（）；
Runtime.getRuntime（）.gc（）；
随机=新随机（）；
对于（int i=0；i<500；i++）{
//双d=100；//确定
双d=100*random.nextDouble（）+1；//问题
container.getChildren（）.add（新球体（d））；
}
System.out.printf（“添加的球体。球体总数：%d。使用的内存：%d字节，共%d字节。\n”，
container.getChildren（）.size（），
Runtime.getRuntime（）.totalMemory（）-Runtime.getRuntime（）.freeMemory（），
Runtime.getRuntime（）.maxMemory（））；
}
// ----------------------------------------------------------------------------------------------
}

当我启动程序时，使用的内存会随着每次单击而增加，尽管在方法的开头使用container.getChildren（）.clear（）清除了容器（正如预期的那样，调用会删除前面按钮单击的球体，但使用的内存会进一步增加）。以下对Runtime.getRuntime（）.gc（）的调用也无效（正如预期的那样，gc已启动，但内存未释放）。似乎球体仍然在某个地方被引用，或者资源没有被释放，可能是在JavaFX代码中

该程序的输出如下所示：我使用了4GB（-Xmx4g）的最大JVM堆。单击大约30次后，达到最大堆大小，应用程序崩溃，出现内存不足异常。还显示了添加球体之前和抛出异常之后的可视VM输出。后者显示了几乎全部的“老一代”人才库。最后一个图显示了添加球体期间的堆。尽管GC执行了106次收集，但没有释放内存

值得注意的是，行为取决于球体的半径。在示例代码中，每个球体都有一个伪随机半径。当所有球体（独立于该值）使用相同半径时，例如新球体（100），使用的内存保持不变，即以适当的方式释放内存！但不同半径的球体越多，应用程序消耗的内存就越多。下图显示了球体具有相同半径时的内存。内存被释放

我使用JDK-9.0.1/JRE-9.0.1和Eclipse Oxygen.1a版本（4.7.1a），构建id:20171005-1200，还使用JRE1.8.0_151和Eclipse Neon.3版本（4.6.3），构建id:20170314-1500。我的操作系统是Windows 7 Ultimate，64位

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有人知道我如何解决这个问题（如果可能的话）或者它实际上是一个JavaFX内存泄漏问题吗？

您的问题的答案可以在名为

JavaFX.scene.shape.PredefinedMeshManager的包保护类中找到

每次创建
球体
/
长方体
/
圆柱体
三维形状时，
三角形网格
对象将基于给定的关键点添加到
哈希映射

对于球体，此关键点基于其半径和分割数：

private static int generateKey(float r, int div) {
    int hash = 5;
    hash = 23 * hash + Float.floatToIntBits(r);
    hash = 23 * hash + div;
    return hash;
}

在测试中，您没有修改分割数，因此当您对所有500个球体使用相同的半径时，您将为所有球体生成相同的键，因此manager hashMap将始终包含一个元素

这对于有几个球面的普通情况来说非常方便
Spheres added. Total number of spheres: 500. Used memory: 7794744 Bytes of 3817865216 Bytes.
sphereCache: javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager@cb26fc7 Size: 500

Spheres added. Total number of spheres: 500. Used memory: 147193720 Bytes of 3817865216 Bytes.
sphereCache: javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager@cb26fc7 Size: 1000

...

Spheres added. Total number of spheres: 500. Used memory: 3022528400 Bytes of 3817865216 Bytes.
sphereCache: javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager@cb26fc7 Size: 11497

Spheres added. Total number of spheres: 500. Used memory: 3158410200 Bytes of 3817865216 Bytes.
sphereCache: javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager@cb26fc7 Size: 11996

Spheres added. Total number of spheres: 500. Used memory: 3292418936 Bytes of 3817865216 Bytes.
sphereCache: javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager@cb26fc7 Size: 12185

Exception in thread "JavaFX Application Thread"  java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3284)
at com.sun.javafx.collections.ObservableIntegerArrayImpl.ensureCapacity(ObservableIntegerArrayImpl.java:254)
at com.sun.javafx.collections.ObservableIntegerArrayImpl.setAllInternal(ObservableIntegerArrayImpl.java:131)
at com.sun.javafx.collections.ObservableIntegerArrayImpl.setAll(ObservableIntegerArrayImpl.java:156)
at javafx.scene.shape.Sphere.createMesh(Sphere.java:420)
at javafx.scene.shape.PredefinedMeshManager.getSphereMesh(PredefinedMeshManager.java:68)
at javafx.scene.shape.Sphere.impl_updatePeer(Sphere.java:157)
at javafx.scene.Node.impl_syncPeer(Node.java:503)
at javafx.scene.Scene$ScenePulseListener.synchronizeSceneNodes(Scene.java:2290)

private void createSpheres(Group container) {
    container.getChildren().clear();
    if (sphereCache != null) {
        sphereCache.clear();
    }
    ...