Android 内存泄露分析实战演练

android studio 下载 | 2018-09-17 12:22

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内存泄露,即Memory Leak,指程序中不再使用到的对象因某种原因从而无法被GC正常回收。发生内存泄露,会导致一些不再使用到的对象没有及时释放,这些对象占用了宝贵的内存空间,很容易导致后续需要分配内存的时候,内存空间不足而出现OOM(内存溢出)。无用对象占据的内存空间越多,那么可用的空闲空间也就越少,GC就会更容易被触发,GC进行时会停止其他线程的工作,因此有可能会造成界面卡顿等情况。

为什么不再使用到的对象无法被GC正常回收呢?这是因为还有其他对象持有无用对象的引用。为什么其他对象会持有无用对象的引用呢?这通常是我们意外地引进了无用对象的引用。从而导致无用对象无法给正常回收。

常见的内存泄露点

静态变量

非静态内部类(匿名类)

使用资源对象后未关闭

后面会对这些内存泄露点逐一分析。

说明:静态变量的生命周期跟整个程序的生命周期一致。只要静态变量没有被销毁也没有置null,其对象就一直被保持引用,也就不会被垃圾回收,从而出现内存泄露。

像static Context这种,lint直接就报警告了,所以建议就别使用了,如下图:

来看个比较隐蔽的例子

public class MainActivity extends Activity {    public static Test sTest;    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_main);        sTest = new Test(this);    }}//外部Test类public class Test {    Test(Context context) {    }}sTest作为静态变量,并且持有Activity的引用,sTest的生命周期肯定比Activity长。因此当Activity退出后,由于Activity仍然被sTest引用到,所以Activity就不能被回收,造成了内存泄露。

Activity这种占用内存非常多的对象,内存泄露的话影响非常大。

解决方案:

针对静态变量在不用静态变量时置为空,如:

sTest = null;针对Context如果用到Context,尽量去使用Applicaiton的Context,避免直接传递Activity,比如:

sTest = new Test(getApplicationContext());针对Activity若一定要使用Activity,建议使用弱引用或者软引入来代替强引用。如下:

//弱引用WeakReference<Activity> weakReference = new WeakReference<Activity>(this);Activity activity = weakReference.get();//软引用SoftReference<Activity> softReference=new SoftReference<Activity>(this);Activity activity1 = softReference.get();注意:单例模式其生命周期跟应用一样,所以使用单例模式时传入的参数需要注意一下,避免传入Activity等对象造成内存泄露。

说明:非静态内部类 (匿名类)默认就持有外部类的引用,当非静态内部类(匿名类)对象的生命周期比外部类对象的生命周期长时,就会导致内存泄露。

一般我们都是使用内部类来实现Handler,然后lint就直接飘黄警告了,如下:

这里会涉及到Handler的原理,如果还不懂Handler原理的话,建议先去看下。

如果Handler中有延迟的任务或者是等待执行的任务队列过长,都有可能因为Handler继续执行而导致Activity发生泄漏。

1.首先,非静态的Handler类会默认持有外部类的引用,包含Activity等。2.然后,还未处理完的消息(Message)中会持有Handler的引用。3.还未处理完的消息会处于消息队列中,即消息队列MessageQueue会持有Message的引用。4.消息队列MessageQueue位于Looper中,Looper的生命周期跟应用一致。

因此,此时的引用关系链是Looper -> MessageQueue -> Message -> Handler -> Activity。所以,这时退出Activity的话,由于存在上述的引用关系,垃圾回收器将无法回收Activity,从而造成内存泄漏。

解决方法:

静态内部类+弱引用静态内部类默认不持有外部类的引用,所以改成静态内部类即可。同时,这里采用弱引用来持有Activity的引用。

private static class MyHalder extends Handler {        private WeakReference<Activity> mWeakReference;        public MyHalder(Activity activity) {            mWeakReference = new WeakReference<Activity>(activity);        }        @Override        public void handleMessage(Message msg) {            super.handleMessage(msg);            //...        }    }Activity退出时,移除所有信息移除信息后,Handler将会跟Activity生命周期同步。

@Override    protected void onDestroy() {        super.onDestroy();        mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);    }2.2.2 多线程引起的内存泄露我们一般使用匿名类等来启动一个线程,如下:

new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {            }        }).start();同样,匿名Thread类里持有了外部类的引用。当Activity退出时,Thread有可能还在后台执行,这时就会发生了内存泄露。

解决方法:

静态内部类静态内部类不持有外部类的引用,如下:

private static class MyThread extends Thread{        //...      }Activity退出时,结束线程同样,这里也是让线程的生命周期跟Activity一致。

其他非静态内部类(匿名类),都可以按照这个套路来:一个是改成静态内部类,另外一个就是内部类的生命周期不要超过外部类。

说明:集合类添加元素后,将会持有元素对象的引用,导致该元素对象不能被垃圾回收,从而发生内存泄漏。

举个例子:

List<Object> objectList = new ArrayList<>();        for (int i = 0; i < 10; i++) {            Object o = new Object();            objectList.add(o);            o = null;        }虽然o已经被置空了,但是集合里还是持有Object的引用。

解决方法:

清空集合对象如下:

objectList.clear();    objectList=null;2.4 未关闭资源对象内存泄露说明:一些资源对象需要在不再使用的时候主动去关闭或者注销掉,否则的话,他们不会被垃圾回收,从而造成内存泄露。

以下是一些常见的需要主动关闭的资源对象:

1.注销广播如果广播在Activity销毁后不取消注册,那么这个广播会一直存在系统中,由于广播持有了Activity的引用,因此会导致内存泄露。

unregisterReceiver(receiver);2.关闭输入输出流等在使用IO、File流等资源时要及时关闭。这些资源在进行读写操作时通常都使用了缓冲,如果不及时关闭,这些缓冲对象就会一直被占用而得不到释放,以致发生内存泄露。因此我们在不需要使用它们的时候就应该及时关闭,以便缓冲能得到释放,从而避免内存泄露。

InputStream.close();    OutputStream.close();3.回收BitmapBitmap对象比较占内存,当它不再被使用的时候,最好调用Bitmap.recycle()方法主动进行回收。

Bitmap.recycle();    Bitmap = null;4.停止动画属性动画中有一类无限动画,如果Activity退出时不停止动画的话,动画会一直执行下去。因为动画会持有View的引用,View又持有Activity,最终Activity就不能给回收掉。只要我们在Activity退出把动画停掉即可。

animation.cancel();5.销毁WebViewWebView在加载网页后会长期占用内存而不能被释放,因此我们在Activity销毁后要调用它的destory()方法来销毁它以释放内存。此外,WebView在Android  5.1上也会出现其他的内存泄露。具体可以看下这篇文章:WebView内存泄漏解决方法。所以,要防止WebView内存泄露还是比较复杂的。代码如下:

@Overrideprotected void onDestroy() {    if( mWebView!=null) {        ViewParent parent = mWebView.getParent();        if (parent != null) {            ((ViewGroup) parent).removeView(mWebView);        }        mWebView.stopLoading();        // 退出时调用此方法,移除绑定的服务,否则某些特定系统会报错        mWebView.getSettings().setJavaScriptEnabled(false);        mWebView.clearHistory();        mWebView.clearView();        mWebView.removeAllViews();        mWebView.destroy();    }    super.on Destroy();}所以,总的来说,该关的对象一律都主动去关掉,留着也没啥用。

lint是一个静态代码分析工具,同样也可以用来检测部分会出现内存泄露的代码,平时写码注意lint飘出来的各种黄色警告即可。如:

leakcanary是square开源的一个库,能够自动检测发现内存泄露,其使用也很简单:在build.gradle中添加依赖:

dependencies {  debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.6.1'  releaseImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.6.1'  //可选项,如果使用了support包中的fragments  debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-support-fragment:1.6.1'}如果遇到下面这个问题:

Failed to resolve: com.squareup.leakcanary:leakcanary-android根目录下的build.gradle添加mavenCentral()即可,如下:

allprojects {    repositories {        google()        jcenter()        mavenCentral()    }}然后在自定义的Application中调用以下代码就可以了。

public class MyApplication extends Application {    @Override    public void onCreate() {        super.onCreate();        if (LeakCanary.isInAnalyzerProcess(this)) {            return;        }        LeakCanary.install(this);        //正常初始化代码    }}好了,完事。然后我们写一个内存泄露的例子,来测试一下:

public class MainActivity extends Activity {    public static Context sContext;    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_main);        sContext = this;    }}例子够简单了吧,运行起来,然后退出Activity。

如果检测到有内存泄漏,通知栏会有提示,如下图;如果没有内存泄漏,则没有提示。

Memory Profiler 是 Android Profiler 中的一个组件,可以帮助你分析应用卡顿,崩溃和内存泄露等等问题。

打开 Memory Profiler后即可看到一个类似下图的视图。

1.用于强制执行垃圾回收事件的按钮。2.用于捕获堆转储的按钮。3.用于记录内存分配情况的按钮。 此按钮仅在连接至运行 Android 7.1 或更低版本的设备时才会显示。4.用于放大/缩小/还原时间线的按钮。5.用于跳转至实时内存数据的按钮。6.Event 时间线,其显示 Activity 状态、用户输入 Event 和屏幕旋转 Event。7.内存使用量时间线,其包含以下内容:

一个显示每个内存类别使用多少内存的堆叠图表,如左侧的 y 轴以及顶部的彩色键所示。

虚线表示分配的对象数,如右侧的 y 轴所示。

用于表示每个垃圾回收事件的图标。

如何使用Memory Profiler分析内存泄露呢?按以下步骤来即可:1.使用Memory Profiler监听要分析的应用进程2.旋转几次要分析的Activity。(这是因为旋转Activity后会重新创建)3.点击捕获堆转储按钮去捕获堆转储4.在捕获结果中搜索要分析的类。(这里是MainActivity)5.点击要分析的类,右边会显示这个类创建对象的数量。

如下图所示:

关于Memory Profiler的更多使用细节,可以查看官方文档:使用 Memory Profiler 查看 Java 堆和内存分配。

使用Memory Profiler分析内存的技巧:

使用 Memory Profiler 时,您应对应用代码施加压力并尝试强制内存泄漏。 在应用中引发内存泄漏的一种方式是,先让其运行一段时间,然后再检查堆。泄漏在堆中可能逐渐汇聚到分配顶部。 不过,泄漏越小,您越需要运行更长时间的应用才能看到泄漏。

您还可以通过以下方式之一触发内存泄漏:

将设备从纵向旋转为横向,然后在不同的 Activity 状态下反复操作多次。 旋转设备经常会导致应用泄漏 Activity、Context 或 View 对象,因为系统会重新创建Activity,而如果您的应用在其他地方保持对这些对象之一的引用,系统将无法对其进行垃圾回收。

处于不同的 Activity 状态时,在您的应用与另一个应用之间切换(导航到主屏幕,然后返回到您的应用)。

一个Eclipse的Java Heap内存分析工具,使用Android Studio进行开发的需要另外单独下载它。关于MAT的使用,可以查看《Android开发艺术探索》上面的介绍,也可以网上查看相关资料。这里就不细说了。

Memory Monitor和Heap Dump可以用来观察内存的使用情况,Allocation Tracker则可以用来来跟踪内存分配的情况。

这三款工具都是位于Android Device Monitor。但是在Android Studio 3.0之后,Android Device Monitor已经不集成到Android Studio中了。虽然我们还可以单独打开Android Device Monitor来使用,但其实Android Studio 3.0之后提供的Memory Profiler等功能足于能够替代它。所以,这里也就不多说了,有兴趣的可以自行查找资料去了解。

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