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1. 前言

在Java中，咱们该如何追踪一个对象呢？ markdown

追踪对象，有意义吗？ 不少时候，确实不必去追踪一个对象。对象完成它的使命后，GC会自动帮咱们进行垃圾回收，开发者不用担忧内存泄漏的问题。可是有时候，对象追踪又颇有用，当你须要本身维护一些比较宝贵的资源时，例如：内存、链接等，使用者一旦忘记归还，资源就会发生泄漏，产生严重后果。 ide

了解了追踪对象的意义后，接下来要思考的，就是该如何追踪对象了。函数

需求很简单，要能知道对象具体是在哪里被建立的，在哪里被访问过，这里的【哪里】须要精确到具体代码的行数。 post

有的同窗可能会想到，经过打日志的方式来记录，可是那太麻烦了，也难以维护，今天咱们换个思路，经过堆栈信息来追踪。性能

2. 前置知识

在实现追踪需求前，先熟悉一下Java基础知识，否则可能会有点懵哦~ 测试

2.1 Throwable

Throwable相信你们都很熟悉，正如Object是全部对象的父类同样，Throwable是全部异常的父类。它有两个很是重要的直接子类：Exception和Error，这里就不细说。 this

Throwable中文译为【可抛出的】，为何会有这个类呢？首先，只要是程序就可能会有Bug，只要是程序就可能会有异常。这个【异常】不论是你手动抛出的，仍是运行时JVM自动抛出的，它的目的很简单，就是告诉开发者：程序异常了，你赶忙去排查解决。 spa

做为一个合格的异常，应该如何快速的帮助开发者定位问题呢？最直接的就是告诉你，在代码的哪一个位置发生了什么异常，异常信息是什么等等，这也被称为【堆栈信息】。线程

所以，Throwable类有以下两个重要的属性：

// 异常详细信息
private String detailMessage;

// 堆栈列表
private StackTraceElement[] stackTrace;
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其中，detailMessage是须要你手动指定的，而stackTrace堆栈则由JVM自动抓取。

何时会抓取堆栈呢？固然是Throwable被建立的时候了，所以它的构造函数以下：

public Throwable() {
    // 填充堆栈信息
    fillInStackTrace();
}
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惋惜的是，你没法看到堆栈抓取的源码，由于它是被native修饰的本地代码：

private native Throwable fillInStackTrace(int dummy);
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如今，你只须要知道，当一个Throwable被建立时，默认JVM会自动抓取堆栈信息。

2.2 StackTraceElement

StackTraceElement是由Throwable自动抓取的，它其实表明的是当前线程运行的方法栈里的一个个的栈帧。

回顾一下JVM知识，JVM运行时数据区被划分红五大块：线程共享的堆和方法区、线程私有的程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈。当JVM要执行一个方法时，它首先会将该方法打包成一个【栈帧】，而后入栈执行，方法运行结束后出栈，方法执行的过程就是一个个栈帧入栈出栈的过程。

StackTraceElement就是对虚拟机栈中栈帧的描述，stackTrace的第0个元素就是虚拟机栈中的栈顶方法。

先来看属性：

declaringClass：关联的类名。
methodName：关联的方法名。
fileName：文件名。
lineNumber：关联的代码行数。

因而可知，经过StackTraceElement就能够定位到具体哪一个类的哪一个方法，甚至是第多少行代码。

3. 实现追踪

能够为对象定义一个touch方法，当要追踪时就调用一次。也能够为对象生成代理对象，访问任意方法都自动追踪，这里采用后者。

为了方便理解，直接采用JDK动态代理。所以要追踪的对象必须实现接口，这里以User接口为例，代码以下：

public interface User {
	// 吃饭
	void eat();

	// 睡觉
	void sleep();

	// 打印访问堆栈
	void print();
}
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编写一个超简单的UserImpl类，方法实现为输出一段话，这里代码就不贴代码了。

核心类TraceDetector能够为原生对象生成一个代理对象，拦截每个方法，自动抓取调用堆栈记录，最后能够在控制台输出堆栈的调用记录。

public class TraceDetector implements InvocationHandler {
	// 原生对象
	private final Object origin;
	// 堆栈追踪记录
	private Record traceRecord = new Record();
	
	public TraceDetector(Object origin) {
		this.origin = origin;
	}

	// 生成新的堆栈
	private void newRecord() {
		this.traceRecord = new Record(traceRecord);
	}

	// 生成代理对象
	public static <T> T newProxy(Class<T> clazz, T origin) {
		return (T) Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), new Class[]{clazz}, new TraceDetector(origin));
	}

	@Override
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
		if ("print".equals(method.getName())) {
			this.print();
			return null;
		} else {
			this.newRecord();// 添加追踪堆栈
			return method.invoke(origin, args);
		}
	}

	// 输出堆栈信息
	private void print() {
		// 输出 record.getStackTrace() 堆栈记录
	}

	// 堆栈记录，继承自Throwable
	private static class Record extends Throwable {
		private Record next;
		private int pos;

		public Record() {
			this.pos = getStackTrace().length - 3;
		}

		public Record(Record next) {
			int diff = Math.abs(getStackTrace().length - next.getStackTrace().length);
			this.next = next;
			this.pos = diff + 1;
		}
	}
}
复制代码

编写测试程序，建立一个User对象，经过TraceDetector生成代理对象，在几个地方调用一下User对象，调用user.print就能够在控制台输出对象访问堆栈数据了。这样，一旦User对象出现资源泄漏的问题，能够很快定位到。

4. 总结