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Android内存泄漏分析心得

开发者全社区 · 公众号 · android · 2016-12-21 10:30

正文

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前言

对于C++来说，内存泄漏就是new出来的对象没有delete，俗称野指针；对于Java来说，就是new出来的Object 放在Heap上无法被GC回收；本文通过QQ和Qzone中内存泄漏实例来讲android中内存泄漏分析解法和编写代码应注意的事项。

Java 中的内存分配

静态储存区：编译时就分配好，在程序整个运行期间都存在。它主要存放静态数据和常量；
栈区：当方法执行时，会在栈区内存中创建方法体内部的局部变量，方法结束后自动释放内存；
堆区：通常存放 new 出来的对象。由 Java 垃圾回收器回收。

四种引用类型的介绍

强引用(StrongReference)：JVM 宁可抛出 OOM ，也不会让 GC 回收具有强引用的对象；
软引用(SoftReference)：只有在内存空间不足时，才会被回的对象；
弱引用(WeakReference)：在 GC 时，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存；
虚引用(PhantomReference)：任何时候都可以被GC回收，当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是否存在该对象的虚引用，来了解这个对象是否将要被回收。可以用来作为GC回收Object的标志。

我们常说的内存泄漏是指new出来的Object无法被GC回收，即为强引用：

内存泄漏发生时的主要表现为内存抖动，可用内存慢慢变少：

Andriod中分析内存泄漏的工具MAT

MAT（Memory Analyzer Tools）是一个 Eclipse 插件，它是一个快速、功能丰富的JAVA heap分析工具，它可以帮助我们查找内存泄漏和减少内存消耗。
MAT 插件的下载地址： www.eclipse.org/mat
MAT 使用方法介绍：
http://www.cnblogs.com/larack/p/6071209.html

QQ和Qzone内存泄漏如何监控

QQ和Qzone 的内存泄漏采用SNGAPM解决方案，SNGAPM是一个性能监控、分析的统一解决方案，它从终端收集性能信息，上报到一个后台，后台将监控类信息聚合展示为图表，将分析类信息进行分析并提单，通知开发者；

SNGAPM由App（MagnifierApp）和
web server（MagnifierServer）两部分组成；
MagnifierApp在自动内存泄漏检测中是一个衔接检测组件（LeakInspector）和自动化云分析（MagnifierCloud）的中间性平台，它从LeakInspector的内存dump自动化上传MagnifierServer；
MagnifierServer后台会定时提交分析任务到MagnifierCloud；
MagnifierCloud分析结束之后会更新数据到magnifier web上，同时以bug单形式通知开发者。

常见的内存泄漏案例

case 1. 单例造成的内存泄露

单例的静态特性导致其生命周期同应用一样长。

解决方案：

将该属性的引用方式改为弱引用;
如果传入Context，使用ApplicationContext;

example：

泄漏代码片段

private static ScrollHelper mInstance;    
private ScrollHelper() {
}    
public static ScrollHelper getInstance() {        
    if (mInstance == null) {           
       synchronized (ScrollHelper.class) {                
            if (mInstance == null) {
                mInstance = new ScrollHelper();
            }
        }
    }        
                
    return mInstance;
}    
/**
 * 被点击的view
 */
private View mScrolledView = null;    
public void setScrolledView(View scrolledView) {
    mScrolledView = scrolledView;
}

Solution：使用WeakReference

private static ScrollHelper mInstance;    
private ScrollHelper() {
}    
public static ScrollHelper getInstance() {        
    if (mInstance == null) {            
        synchronized (ScrollHelper.class) {                
            if (mInstance == null) {
                mInstance = new ScrollHelper();
            }
        }
    }        
        
    return mInstance;
}    
/**
 * 被点击的view
 */
private WeakReference mScrolledViewWeakRef = null;    
public void setScrolledView(View scrolledView) {
    mScrolledViewWeakRef = new WeakReference(scrolledView);
}

case 2. InnerClass匿名内部类

在Java中，非静态内部类和匿名类都会潜在的引用它们所属的外部类，但是，静态内部类却不会。如果这个非静态内部类实例做了一些耗时的操作，就会造成外围对象不会被回收，从而导致内存泄漏。

解决方案：

将内部类变成静态内部类;
如果有强引用Activity中的属性，则将该属性的引用方式改为弱引用;
在业务允许的情况下，当Activity执行onDestory时，结束这些耗时任务;

example：

public class LeakAct extends Activity {  
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {    
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.aty_leak);
        test();
    } 
    //这儿发生泄漏    
    public void test() {    
        new Thread(new Runnable() {      
            @Override
            public void run() {        
                while (true) {          
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

Solution：

public class LeakAct extends Activity {  
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {    
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.aty_leak);
        test();
    }  
    //加上static，变成静态匿名内部类
    public static void test() {    
        new Thread(new Runnable() {     
            @Override
            public void run() {        
                while (true) {          
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

case 3. Activity Context 的不正确使用

在Android应用程序中通常可以使用两种Context对象：Activity和Application。当类或方法需要Context对象的时候常见的做法是使用第一个作为Context参数。这样就意味着View对象对整个Activity保持引用，因此也就保持对Activty的所有的引用。

假设一个场景，当应用程序有个比较大的Bitmap类型的图片，每次旋转是都重新加载图片所用的时间较多。为了提高屏幕旋转是Activity的创建速度，最简单的方法时将这个Bitmap对象使用Static修饰。当一个Drawable绑定在View上，实际上这个View对象就会成为这份Drawable的一个Callback成员变量。而静态变量的生命周期要长于Activity。导致了当旋转屏幕时，Activity无法被回收，而造成内存泄露。

解决方案：

使用ApplicationContext代替ActivityContext，因为ApplicationContext会随着应用程序的存在而存在，而不依赖于activity的生命周期；
对Context的引用不要超过它本身的生命周期，慎重的对Context使用“static”关键字。Context里如果有线程，一定要在onDestroy()里及时停掉。

example：

private static Drawable sBackground;
@Override
protected void onCreate(Bundle state) {  
    super.onCreate(state);
    TextView label = new TextView(this);
    label.setText("Leaks are bad");  
    if (sBackground == null) {
        sBackground = getDrawable(R.drawable.large_bitmap);
    }
    label.setBackgroundDrawable(sBackground);
    setContentView(label);
}

Solution：

private static Drawable sBackground;
@Override
protected void onCreate(Bundle state) {  
    super.onCreate(state);
    TextView label = new TextView(this);
    label.setText("Leaks are bad");  
    if (sBackground == null) {
        sBackground = getApplicationContext().getDrawable(R.drawable.large_bitmap);
    }
    label.setBackgroundDrawable(sBackground);
    setContentView(label);
}

case 4. Handler引起的内存泄漏

当Handler中有延迟的的任务或是等待执行的任务队列过长，由于消息持有对Handler的引用，而Handler又持有对其外部类的潜在引用，这条引用关系会一直保持到消息得到处理，而导致了Activity无法被垃圾回收器回收，而导致了内存泄露。

解决方案：

可以把Handler类放在单独的类文件中，或者使用静态内部类便可以避免泄露;
如果想在Handler内部去调用所在的Activity,那么可以在handler内部使用弱引用的方式去指向所在Activity.使用Static + WeakReference的方式来达到断开Handler与Activity之间存在引用关系的目的。

Solution

@Override
protected void doOnDestroy() {        
    super.doOnDestroy();        
    if (mHandler != null) {
        mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
    }
    mHandler = null;
    mRenderCallback = null;
}

case 5. 注册监听器的泄漏

系统服务可以通过Context.getSystemService 获取，它们负责执行某些后台任务，或者为硬件访问提供接口。如果Context 对象想要在服务内部的事件发生时被通知，那就需要把自己注册到服务的监听器中。然而，这会让服务持有Activity 的引用，如果在Activity onDestory时没有释放掉引用就会内存泄漏。

解决方案：

使用ApplicationContext代替ActivityContext;
在Activity执行onDestory时，调用反注册;

mSensorManager = (SensorManager) this.getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);

Solution：

mSensorManager = (SensorManager) getApplicationContext().getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);

下面是容易造成内存泄漏的系统服务：

InputMethodManager imm = (InputMethodManager) context.getApplicationContext().getSystemService(Context.INPUT_METHOD_SERVICE);

Solution：

protected void onDetachedFromWindow() {        
    if (this.mActionShell != null) {
        this.mActionShell.setOnClickListener((OnAreaClickListener)null);
    }        
    if (this.mButtonShell != null) { 
        this.mButtonShell.setOnClickListener((OnAreaClickListener)null);
    }        
    if (this.mCountShell != this.mCountShell) {
        this.mCountShell.setOnClickListener((OnAreaClickListener)null);
    }        
    super.onDetachedFromWindow();
}

case 6. Cursor，Stream没有close，View没有recyle

资源性对象比如(Cursor，File文件等)往往都用了一些缓冲，我们在不使用的时候，应该及时关闭它们，以便它们的缓冲及时回收内存。它们的缓冲不仅存在于 java虚拟机内，还存在于java虚拟机外。如果我们仅仅是把它的引用设置为null,而不关闭它们，往往会造成内存泄漏。因为有些资源性对象，比如SQLiteCursor(在析构函数finalize(),如果我们没有关闭它，它自己会调close()关闭)，如果我们没有关闭它，系统在回收它时也会关闭它，但是这样的效率太低了。因此对于资源性对象在不使用的时候，应该调用它的close()函数，将其关闭掉，然后才置为null. 在我们的程序退出时一定要确保我们的资源性对象已经关闭。

Solution：

调用onRecycled()

@Override
public void onRecycled() {
    reset();
    mSinglePicArea.onRecycled();
}

在View中调用reset()

public void reset() {
    if (mHasRecyled) {            
        return;
    }
...
    SubAreaShell.recycle(mActionBtnShell);
    mActionBtnShell = null;
...
    mIsDoingAvatartRedPocketAnim = false;        
    if (mAvatarArea != null) {
            mAvatarArea.reset();
    }        
    if (mNickNameArea != null) {
        mNickNameArea.reset();
    }
}

case 7. 集合中对象没清理造成的内存泄漏

我们通常把一些对象的引用加入到了集合容器（比如ArrayList）中，当我们不需要该对象时，并没有把它的引用从集合中清理掉，这样这个集合就会越来越大。如果这个集合是static的话，那情况就更严重了。
所以要在退出程序之前，将集合里的东西clear，然后置为null，再退出程序。

解决方案：

在Activity退出之前，将集合里的东西clear，然后置为null，再退出程序。

Solution

private List data;    
public void onDestory() {        
    if (data != null) {
        data.clear();
        data = null;
    }
}

case 8. WebView造成的泄露

当我们不要使用WebView对象时，应该调用它的destory()函数来销毁它，并释放其占用的内存，否则其占用的内存长期也不能被回收，从而造成内存泄露。

解决方案：

为webView开启另外一个进程，通过AIDL与主线程进行通信，WebView所在的进程可以根据业务的需要选择合适的时机进行销毁，从而达到内存的完整释放。

case 9. 构造Adapter时，没有使用缓存的ConvertView

初始时ListView会从Adapter中根据当前的屏幕布局实例化一定数量的View对象，同时ListView会将这些View对象缓存起来。
当向上滚动ListView时，原先位于最上面的List Item的View对象会被回收，然后被用来构造新出现的最下面的List Item。
这个构造过程就是由getView()方法完成的，getView()的第二个形参View ConvertView就是被缓存起来的List Item的View对象(初始化时缓存中没有View对象则ConvertView是null)。

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