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前言
- JAVA程序，因為有垃圾回收機制，應(yīng)該沒有內(nèi)存泄露。我們已經(jīng)知道了，如果某個對象，從根節(jié)點可到達(dá)，也就是存在從根節(jié)點到該對象的引用鏈，那么該對象是不會被 GC 回收的。
- 如果說這個對象已經(jīng)不會再被使用到了，是無用的，我們依然持有他的引用的話，就會造成內(nèi)存泄漏，例如 一個長期在后臺運行的線程持有 Activity 的引用，這個時 候 Activity 執(zhí)行了 onDestroy 方法，那么這個 Activity 就是從根節(jié)點可到達(dá)并且無用的對象， 這個 Activity 對象就是泄漏的對象，給這個對象分配的內(nèi)存將無法被回收。
- 如果我們的java運行很久,而這種內(nèi)存泄露不斷的發(fā)生，最后就沒內(nèi)存可用了。
- 當(dāng)然java的，內(nèi)存泄漏和C/C++是不一樣的。如果java程序完全結(jié)束后，它所有的對象就都不可達(dá)了，系統(tǒng)就可以對他們進行垃圾回收，它的內(nèi)存泄露僅僅限于它本身，而不會影響整個系統(tǒng)的。C/C++的內(nèi)存泄露就比較糟糕了，它的內(nèi)存泄露是系統(tǒng)級，即使該C/C++程序退出，它的泄露的內(nèi)存也無法被系統(tǒng)回收，永遠(yuǎn)不可用了，除非重啟機器。
- 我們這篇文章就開始對Android內(nèi)存泄露進行總結(jié);
一、Android內(nèi)存泄露介紹
1、什么是內(nèi)存泄露?
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- 內(nèi)存泄漏(Memory Leak)是指程序中已動態(tài)分配的堆內(nèi)存由于某種原因程序未釋放或無法釋放，造成系統(tǒng)內(nèi)存的浪費，導(dǎo)致程序運行速度減慢甚至系統(tǒng)崩潰等嚴(yán)重后果。
- 內(nèi)存泄漏缺陷具有隱蔽性、積累性的特征，比其他內(nèi)存非法訪問錯誤更難檢測。因為內(nèi)存泄漏的產(chǎn)生原因是內(nèi)存塊未被釋放，屬于遺漏型缺陷而不是過錯型缺陷。此外，內(nèi)存泄漏通常不會直接產(chǎn)生可觀察的錯誤癥狀，而是逐漸積累，降低系統(tǒng)整體性能，極端的情況下可能使系統(tǒng)崩潰;
- Android的一個應(yīng)用程序的內(nèi)存泄露對別的應(yīng)用程序影響不大。為了能夠使得Android應(yīng)用程序安全且快速的運行，Android的每個應(yīng)用程序都會使用一個專有的Dalvik虛擬機實例來運行，它是由Zygote服務(wù)進程孵化出來的，也就是說每個應(yīng)用程序都是在屬于自己的進程中運行的。
- Android為不同類型的進程分配了不同的內(nèi)存使用上限，如果程序在運行過程中出現(xiàn)了內(nèi)存泄漏的而造成應(yīng)用進程使用的內(nèi)存超過了這個上限，則會被系統(tǒng)視為內(nèi)存泄漏，從而被kill掉，這使得僅僅自己的進程被kill掉，而不會影響其他進程(如果是system_process等系統(tǒng)進程出問題的話，則會引起系統(tǒng)重啟)。
2、內(nèi)存泄露的危害
- 用戶對單次的內(nèi)存泄漏并沒有什么感知，但是當(dāng)泄漏積累到內(nèi)存都被消耗完，就會導(dǎo)致卡頓，甚至崩潰;
- gc回收頻繁 造成應(yīng)用卡頓ANR：
- 當(dāng)內(nèi)存不足的時候,gc會主動回收沒用的內(nèi)存.但是,內(nèi)存回收也是需要時間的.
- 內(nèi)存回收和gc回收垃圾資源之間高頻率交替的執(zhí)行.就會產(chǎn)生內(nèi)存抖動.
- 很多數(shù)據(jù)就會污染內(nèi)存堆，馬上就會有許多GCs啟動，由于這一額外的內(nèi)存壓力，也會產(chǎn)生突然增加的運算造成卡頓現(xiàn)象，
- 任何線程的任何操作都會需要暫停，等待GC操作完成之后，其他操作才能夠繼續(xù)運行,所以垃圾回收運行的次數(shù)越少，對性能的影響就越少;
3、內(nèi)存泄漏的原因
①內(nèi)存空間使用完畢后沒有被回收，就會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。雖然Java有垃圾回收機制，但是Java中任然存在很多造成內(nèi)存泄漏的代碼邏輯，垃圾回收器會回收掉大部分的內(nèi)存空間，但是有一些內(nèi)存空間還保持著引用，但是在邏輯上已經(jīng)不會再用到的對象，這時候垃圾回收器就很無能為力，不能回收它們，比如：
- 忘記釋放分配的內(nèi)存;
- 應(yīng)用不需要這個對象了，但是卻沒有釋放這個對象的引用;
- 強引用持有的對象，垃圾回收器是無法回收這個對象;
- 持有對象生命周期過長，導(dǎo)致無法回收;
②Android(Java)平臺的內(nèi)存泄漏是指沒用的對象資源與GC Roots之間保持可達(dá)路徑，導(dǎo)致系統(tǒng)無法進行回收;
③那么從棧中彈出的對象將不會被當(dāng)作垃圾回收，即使程序不再使用棧中的這些隊象，他們也不會回收，因為棧中仍然保存這對象的引用，俗稱過期引用，這個內(nèi)存泄露很隱蔽;
二、檢測內(nèi)存泄露檢測工具
①Memory Monitor
位于 Android Monitor 中，該工具可以：
- 方便的顯示內(nèi)存使用和 GC 情況
- 快速定位卡頓是否和 GC 有關(guān)
- 快速定位 Crash 是否和內(nèi)存占用過高有關(guān)
- 快速定位潛在的內(nèi)存泄露問題(內(nèi)存占用一直在增長)
- 但是不能準(zhǔn)確的定位問題
②Allocation Tracker
該工具用途：
- 可以定位代碼中分配的對象類型、大小、時間、線程、堆棧等信息
- 可以定位內(nèi)存抖動問題
- 配合 Heap Viewer 定位內(nèi)存泄露問題(可以找出來泄露的對象是在哪創(chuàng)建的等等)
- 使用方法：在 Memory Monitor 中有個 Start Allocation Tracking 按鈕即可開始跟蹤 在點擊停止跟蹤后會顯示統(tǒng)計結(jié)果。
③Heap Viewer
該工具用于：
- 顯示內(nèi)存快照信息
- 每次 GC 后收集一次信息
- 查找內(nèi)存泄露的利器
- 使用方法：在 Memory Monitor 中有個 Dump Java Heap 按鈕，點擊即可，在統(tǒng)計報告左上角選按 package 分類。配合 Memory Monitor 的 initiate GC(執(zhí)行 GC)按鈕，可檢測內(nèi)存泄露等情況。
④LeakCanary
- dependencies {
- debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.6.3'
- releaseImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.6.3'
- // Optional, if you use support library fragments:
- debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-support-fragment:1.6.3'
- }
直接在Application中使用，然后運行APP就會自動檢測，檢測到會在另一個APP上通知，顯示詳情
- public class ExampleApplication extends Application {
- @Override public void onCreate() {
- super.onCreate();
- if (LeakCanary.isInAnalyzerProcess(this)) {
- // This process is dedicated to LeakCanary for heap analysis.
- // You should not init your app in this process.
- return;
- }
- LeakCanary.install(this);
- // Normal app init code...
- }
- }
三、常見的內(nèi)存泄露場景詳解
1.單例導(dǎo)致內(nèi)存泄露
單例模式在Android開發(fā)中會經(jīng)常用到，但是如果使用不當(dāng)就會導(dǎo)致內(nèi)存泄露。因為單例的靜態(tài)特性使得它的生命周期同應(yīng)用的生命周期一樣長，如果一個對象已經(jīng)沒有用處了，但是單例還持有它的引用，那么在整個應(yīng)用程序的生命周期它都不能正常被回收，從而導(dǎo)致內(nèi)存泄露。
- public class AppSettings {
- private static volatile AppSettings singleton;
- private Context mContext;
- private AppSettings(Context context) {
- this.mContext = context;
- }
- public static AppSettings getInstance(Context context) {
- if (singleton == null) {
- synchronized (AppSettings.class) {
- if (singleton == null) {
- singleton = new AppSettings(context);
- }
- }
- }
- return singleton;
- }
- }
像上面代碼中這樣的單例，如果我們在調(diào)用getInstance(Context context)方法的時候傳入的context參數(shù)是Activity、Service等上下文，就會導(dǎo)致內(nèi)存泄露。以Activity為例，當(dāng)我們啟動一個Activity，并調(diào)用getInstance(Context context)方法去獲取AppSettings的單例，傳入Activity.this作為context，這樣AppSettings類的單例sInstance就持有了Activity的引用，當(dāng)我們退出Activity時，該Activity就沒有用了，但是因為sIntance作為靜態(tài)單例(在應(yīng)用程序的整個生命周期中存在)會繼續(xù)持有這個Activity的引用，導(dǎo)致這個Activity對象無法被回收釋放，這就造成了內(nèi)存泄露。
為了避免這樣單例導(dǎo)致內(nèi)存泄露，我們可以將context參數(shù)改為全局的上下文：
- private AppSettings(Context context) {
- this.mContext = context.getApplicationContext();
- }
2.靜態(tài)變量導(dǎo)致內(nèi)存泄漏
靜態(tài)變量存儲在方法區(qū)，它的生命周期從類加載開始，到整個進程結(jié)束。一旦靜態(tài)變量初始化后，它所持有的引用只有等到進程結(jié)束才會釋放。比如下面這樣的情況，在Activity中為了避免重復(fù)的創(chuàng)建info，將sInfo作為靜態(tài)變量：
- public class MainActivity2 extends AppCompatActivity {
- public static Info sInfo;
- @Override
- protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
- super.onCreate(savedInstanceState);
- sInfo = new Info(this);
- }
- class Info {
- private Context mContext;
- public Info(Context context) {
- this.mContext = context;
- }
- }
- }
Info作為Activity的靜態(tài)成員，并且持有Activity的引用，但是sInfo作為靜態(tài)變量，生命周期肯定比Activity長。所以當(dāng)Activity退出后，sInfo仍然引用了Activity，Activity不能被回收，這就導(dǎo)致了內(nèi)存泄露。
在Android開發(fā)中，靜態(tài)持有很多時候都有可能因為其使用的生命周期不一致而導(dǎo)致內(nèi)存泄露，所以我們在新建靜態(tài)持有的變量的時候需要多考慮一下各個成員之間的引用關(guān)系，并且盡量少地使用靜態(tài)持有的變量，以避免發(fā)生內(nèi)存泄露。當(dāng)然，我們也可以在適當(dāng)?shù)臅r候講靜態(tài)量重置為null，使其不再持有引用，這樣也可以避免內(nèi)存泄露。
3.非靜態(tài)內(nèi)部類導(dǎo)致內(nèi)存泄露
非靜態(tài)內(nèi)部類(包括匿名內(nèi)部類)默認(rèn)就會持有外部類的引用，當(dāng)非靜態(tài)內(nèi)部類對象的生命周期比外部類對象的生命周期長時，就會導(dǎo)致內(nèi)存泄露。非靜態(tài)內(nèi)部類導(dǎo)致的內(nèi)存泄露在Android開發(fā)中有一種典型的場景就是使用Handler，很多開發(fā)者在使用Handler是這樣寫的：
- public class MainActivity2 extends AppCompatActivity {
- @Override
- protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
- super.onCreate(savedInstanceState);
- start();
- }
- private void start() {
- Message message = Message.obtain();
- message.what = 1;
- mHandler.sendMessage(message);
- }
- private Handler mHandler = new Handler() {
- @Override
- public void handleMessage(Message msg) {
- super.handleMessage(msg);
- if (msg.what == 1) {
- //doNothing
- }
- }
- };
- }
也許有人會說，mHandler并未作為靜態(tài)變量持有Activity引用，生命周期可能不會比Activity長，應(yīng)該不一定會導(dǎo)致內(nèi)存泄露呢，顯然不是這樣的!熟悉Handler消息機制的都知道，mHandler會作為成員變量保存在發(fā)送的消息msg中，即msg持有mHandler的引用，而mHandler是Activity的非靜態(tài)內(nèi)部類實例，即mHandler持有Activity的引用，那么我們就可以理解為msg間接持有Activity的引用。msg被發(fā)送后先放到消息隊列MessageQueue中，然后等待Looper的輪詢處理(MessageQueue和Looper都是與線程相關(guān)聯(lián)的，MessageQueue是Looper引用的成員變量，而Looper是保存在ThreadLocal中的)。那么當(dāng)Activity退出后，msg可能仍然存在于消息對列MessageQueue中未處理或者正在處理，那么這樣就會導(dǎo)致Activity無法被回收，以致發(fā)生Activity的內(nèi)存泄露。
通常在Android開發(fā)中如果要使用內(nèi)部類，但又要規(guī)避內(nèi)存泄露，一般都會采用靜態(tài)內(nèi)部類+弱引用的方式。
- MyHandler mHandler;
- public static class MyHandler extends Handler {
- private WeakReference
mActivityWeakReference; - public MyHandler(Activity activity) {
- mActivityWeakReference = new WeakReference<>(activity);
- }
- @Override
- public void handleMessage(Message msg) {
- super.handleMessage(msg);
- }
- }
mHandler通過弱引用的方式持有Activity，當(dāng)GC執(zhí)行垃圾回收時，遇到Activity就會回收并釋放所占據(jù)的內(nèi)存單元。這樣就不會發(fā)生內(nèi)存泄露了。上面的做法確實避免了Activity導(dǎo)致的內(nèi)存泄露，發(fā)送的msg不再已經(jīng)沒有持有Activity的引用了，但是msg還是有可能存在消息隊列MessageQueue中，所以更好的是在Activity銷毀時就將mHandler的回調(diào)和發(fā)送的消息給移除掉。
- @Override
- protected void onDestroy() {
- super.onDestroy();
- mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
- }
非靜態(tài)內(nèi)部類造成內(nèi)存泄露還有一種情況就是使用Thread或者AsyncTask。要避免內(nèi)存泄露的話還是需要像上面Handler一樣使用靜態(tài)內(nèi)部類+弱應(yīng)用的方式(代碼就不列了，參考上面Hanlder的正確寫法)。
4.未取消注冊或回調(diào)導(dǎo)致內(nèi)存泄露
比如我們在Activity中注冊廣播，如果在Activity銷毀后不取消注冊，那么這個剛播會一直存在系統(tǒng)中，同上面所說的非靜態(tài)內(nèi)部類一樣持有Activity引用，導(dǎo)致內(nèi)存泄露。因此注冊廣播后在Activity銷毀后一定要取消注冊。在注冊觀察則模式的時候，如果不及時取消也會造成內(nèi)存泄露。比如使用Retrofit+RxJava注冊網(wǎng)絡(luò)請求的觀察者回調(diào)，同樣作為匿名內(nèi)部類持有外部引用，所以需要記得在不用或者銷毀的時候取消注冊。
5.Timer和TimerTask導(dǎo)致內(nèi)存泄露
Timer和TimerTask在Android中通常會被用來做一些計時或循環(huán)任務(wù)，比如實現(xiàn)無限輪播的ViewPager：
- private void stopTimer(){
- if(mTimer!=null){
- mTimer.cancel();
- mTimer.purge();
- mTimer = null;
- }
- if(mTimerTask!=null){
- mTimerTask.cancel();
- mTimerTask = null;
- }
- }
- @Override
- protected void onDestroy() {
- super.onDestroy();
- stopTimer();
- }
當(dāng)我們Activity銷毀的時，有可能Timer還在繼續(xù)等待執(zhí)行TimerTask，它持有Activity的引用不能被回收，因此當(dāng)我們Activity銷毀的時候要立即cancel掉Timer和TimerTask，以避免發(fā)生內(nèi)存泄漏。
6.集合中的對象未清理造成內(nèi)存泄露
這個比較好理解，如果一個對象放入到ArrayList、HashMap等集合中，這個集合就會持有該對象的引用。當(dāng)我們不再需要這個對象時，也并沒有將它從集合中移除，這樣只要集合還在使用(而此對象已經(jīng)無用了)，這個對象就造成了內(nèi)存泄露。并且如果集合被靜態(tài)引用的話，集合里面那些沒有用的對象更會造成內(nèi)存泄露了。所以在使用集合時要及時將不用的對象從集合remove，或者clear集合，以避免內(nèi)存泄漏。
7.資源未關(guān)閉或釋放導(dǎo)致內(nèi)存泄露
在使用IO、File流或者Sqlite、Cursor等資源時要及時關(guān)閉。這些資源在進行讀寫操作時通常都使用了緩沖，如果不及時關(guān)閉，這些緩沖對象就會一直被占用而得不到釋放，以致發(fā)生內(nèi)存泄露。因此我們在不需要使用它們的時候就及時關(guān)閉，以便緩沖能及時得到釋放，從而避免內(nèi)存泄露。
8.屬性動畫造成內(nèi)存泄露
動畫同樣是一個耗時任務(wù)，比如在Activity中啟動了屬性動畫(ObjectAnimator)，但是在銷毀的時候，沒有調(diào)用cancle方法，雖然我們看不到動畫了，但是這個動畫依然會不斷地播放下去，動畫引用所在的控件，所在的控件引用Activity，這就造成Activity無法正常釋放。因此同樣要在Activity銷毀的時候cancel掉屬性動畫，避免發(fā)生內(nèi)存泄漏。
9.WebView造成內(nèi)存泄露
關(guān)于WebView的內(nèi)存泄露，因為WebView在加載網(wǎng)頁后會長期占用內(nèi)存而不能被釋放，因此我們在Activity銷毀后要調(diào)用它的destory()方法來銷毀它以釋放內(nèi)存。另外在查閱WebView內(nèi)存泄露相關(guān)資料時看到這種情況：Webview下面的Callback持有Activity引用，造成Webview內(nèi)存無法釋放，即使是調(diào)用了Webview.destory()等方法都無法解決問題(Android5.1之后)。最終的解決方案是：在銷毀WebView之前需要先將WebView從父容器中移除，然后再銷毀WebView。
總結(jié)
- 對于生命周期比Activity長的對象(單例)，要避免直接引用Activity的context，可以考慮使用ApplicationContext，靜態(tài)變量不使用時及時置空;
- Handler持有的引用最好使用弱引用，在Activity被釋放的時候要記得清空Message，取消Handler對象的Runnable;
- 非靜態(tài)內(nèi)部類、非靜態(tài)匿名內(nèi)部類會自動持有外部類的引用，為避免內(nèi)存泄露，可以考慮把內(nèi)部類聲明為靜態(tài)的;
- 廣播接收器、EventBus等的使用過程中，注冊/反注冊應(yīng)該成對使用，但凡有注冊的都應(yīng)該有反注冊;
- 不再使用的資源對象Cursor、File、Bitmap等要記住正確關(guān)閉;
集合里面的東西有加入就應(yīng)該對應(yīng)有相應(yīng)的刪除。
屬性動畫及時取消，注意webview內(nèi)存泄漏問題
網(wǎng)站標(biāo)題：Android性能優(yōu)化之從卡頓和ANR來徹底理解內(nèi)存泄露原理和優(yōu)化
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