Stream 未释放系统资源问题处理

2023-04-23,,

Unreleased Resource: Streams

Abstract

程序可能无法成功释放某一项系统资源

Explanation

程序可能无法成功释放某一项系统资源。 资源泄露至少有两种常见的原因: - 错误状况及其他异常情况。
- 未明确程序的哪一部份负责释放资源。 大部分 Unreleased Resource 问题只会导致一般的软件可靠性问
题,但如果攻击者能够故意触发资源泄漏,该攻击者就有可能通过耗尽资源池的方式发起 denial of service 攻
击。
例 1:下面的方法绝不会关闭它所打开的文件句柄。 FileInputStream 中的 finalize() 方法最终
会调用 close(),但无法保证它调用 finalize() 方法的时间。 在繁忙的环境中,这会导致 JVM 用尽它所
有的文件句柄。

private void processFile(String fName) throws FileNotFoundException,
   IOException{
    FileInputStream fis = new FileInputStream(fName);
    int sz;
    byte[] byteArray = new byte[BLOCK_SIZE];
    while ((sz = fis.read(byteArray)) != -1) {
      processBytes(byteArray, sz);
    }
}

例 2:在正常条件下,以下代码会执行数据库查询指令,处理数据库返回的结果,并关闭已分配的指令对
象。 但如果在执行 SQL 或是处理结果时发生异常,指令对象将不会关闭。 如果这种情况频繁出现,数据库
将用完所有可用的指针,且不能再执行任何 SQL 查询。

Statement stmt = conn.createStatement();
ResultSet rs = stmt.executeQuery(CXN_SQL);
harvestResults(rs);
stmt.close();

Recommendation

1.绝不要依赖 finalize() 回收资源。 为了使对象的 Finalize() 方法能被调用,垃圾收集器必须确认对
象符合垃圾回收的条件。 但是垃圾收集器只有在 JVM 内存过小时才会使用。因此,无法保证何时能够调用该
对象的 finalize() 方法。 垃圾收集器最终运行时,可能出现这样的情况,即在短时间内回收大量的资源,
这种情况会导致“突发”性能,并降低总体系统通过量。 随着系统负载的增加,这种影响会越来越明显。 最
后,如果某一资源回收操作被挂起(例如该操作需要通过网络访问数据库),那么执行 finalize() 方法的
线程也将被挂起。
2. 在 finally 代码段中释放资源。 例 2 中的代码可按以下方式改写:

public void execCxnSql(Connection conn) {
  Statement stmt;
  try {
    stmt = conn.createStatement();
    ResultSet rs = stmt.executeQuery(CXN_SQL);
    ...
  }
  finally {
    if (stmt != null) {
      safeClose(stmt);
    }
  }
}

public static void safeClose(Statement stmt) {
  if (stmt != null) {
    try {
      stmt.close();
    } catch (SQLException e) {
      log(e);
    }
  }
}

以上方案使用了一个助手函数,用以记录在尝试关闭指令时可能产生的异常。 该助手函数大约会在需要关闭
指令时重新使用。 同样,execCxnSql 方法不会将 stmt 对象预置为空。 而是进行检查,以确保调用
safeClose() 之前,stmt 不是 null。 如果没有检查 null,Java 编译器会报告 stmt 可能没有进行初始
化。 编译器做出这一判断源于 Java 可以检测未初始化的变量。 如果用一种更加复杂的方法将 stmt 初始化
为 null,那么 Java 编译器就无法检测 stmt 是否已被初始化。

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