Android内存管理及内存泄露

Java 内存分配策略

Java 程序运行时的内存分配策略有三种,分别是静态分配,栈式分配,和堆式分配，对应的，三种存储策略使用的内存空间主要分别是静态存储区（也称方法区）、栈区和堆区。

• 静态存储区（方法区）：主要存放静态数据、全局 static 数据和常量。这块内存在程序编译时就已经分配好，并且在程序整个运行期间都存在。
• 栈区 ：当方法被执行时，方法体内的局部变量（其中包括基础数据类型、对象的引用）都在栈上创建，并在方法执行结束时这些局部变量所持有的内存将会自动被释放。因为栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。
• 堆区 ： 又称动态内存分配，通常就是指在程序运行时直接 new 出来的内存，也就是对象的实例。这部分内存在不使用时将会由 Java 垃圾回收器来负责回收。

Java是如何管理内存

Java的内存管理就是对象的分配和释放问题。在 Java 中，程序员需要通过关键字 new 为每个对象申请内存空间 (基本类型除外)，所有的对象都在堆 (Heap)中分配空间。另外，对象的释放是由 GC 决定和执行的。在 Java 中，内存的分配是由程序完成的，而内存的释放是由 GC 完成的，这种收支两条线的方法确实简化了程序员的工作。但同时，它也加重了JVM的工作。这也是 Java 程序运行速度较慢的原因之一。因为，GC 为了能够正确释放对象，GC 必须监控每一个对象的运行状态，包括对象的申请、引用、被引用、赋值等，GC 都需要进行监控。

监视对象状态是为了更加准确地、及时地释放对象，而释放对象的根本原则就是该对象不再被引用。

为了更好理解 GC 的工作原理，我们可以将对象考虑为有向图的顶点，将引用关系考虑为图的有向边，有向边从引用者指向被引对象。另外，每个线程对象可以作为一个图的起始顶点，例如大多程序从 main 进程开始执行，那么该图就是以 main 进程顶点开始的一棵根树。在这个有向图中，根顶点可达的对象都是有效对象，GC将不回收这些对象。如果某个对象 (连通子图)与这个根顶点不可达(注意，该图为有向图)，那么我们认为这个(这些)对象不再被引用，可以被 GC 回收。

哪些是JVM的GC Roots

• Class 由System Class Loader/Boot Class Loader加载的类对象，这些对象不会被回收。需要注意的是其它的Class Loader实例加载的类对象不一定是GC root，除非这个类对象恰好是其它形式的GC root；
  • 如单例模式的java类；
  • 非静态内部类/匿名类将持有Context；
• Thread 线程，激活状态的线程；
  • Runnable/AsyncTask
  • TimerTask
• Stack Local 栈中的对象。每个线程都会分配一个栈，栈中的局部变量或者参数都是GC root，因为它们的引用随时可能被用到；
• JNI Local JNI中的局部变量和参数引用的对象；可能在JNI中定义的，也可能在虚拟机中定义
• JNI Global JNI中的全局变量引用的对象；同上
• Monitor Used 用于保证同步的对象，例如wait()，notify()中使用的对象、锁等。
• Held by JVM JVM持有的对象。JVM为了特殊用途保留的对象，它与JVM的具体实现有关。比如有System Class Loader, 一些Exceptions对象，和一些其它的Class Loader。对于这些类，JVM也没有过多的信息。

可能导致的内存泄露

参考 Android开发编码规范导致的内存泄露问题：

• 非静态内部类持有外部类的引用
• 单例持有了 context
• 非静态匿名类持有外部类的引用
• handler 内存泄露

对以上几点做一个总结

• 不要让生命周期长于Activity的对象持有到Activity的引用
• 尽量使用Application的Context而不是Activity的Context
• 尽量不要在Activity中使用非静态内部类，因为非静态内部类会隐式持有外部类实例的引用。使用静态内部类，将外部实例引用作为弱引用持有 android handler 弱引用。
• 垃圾回收不能解决内存泄露，了解Android中垃圾回收机制

防止Android内存泄露的总结

• 对 Activity 等组件的引用应该控制在 Activity 的生命周期之内； 如果不能就考虑使用 getApplicationContext 或者 getApplication，以避免 Activity 被外部长生命周期的对象引用而泄露。
• 尽量不要在静态变量或者静态内部类中使用非静态外部成员变量（包括context )，即使要使用，也要考虑适时把外部成员变量置空；也可以在内部类中使用弱引用来引用外部类的变量。
• 对于生命周期比Activity长的内部类对象，并且内部类中使用了外部类的成员变量，可以这样做避免内存泄漏：
• 将内部类改为静态内部类静态内部类中使用弱引用来引用外部类的成员变量
• Handler 的持有的引用对象最好使用弱引用，资源释放时也可以清空 Handler 里面的消息。比如在 Activity onStop 或者 onDestroy 的时候，取消掉该 Handler 对象的 Message和 Runnable.
• 在 Java 的实现过程中，也要考虑其对象释放，最好的方法是在不使用某对象时，显式地将此对象赋值为 null，比如使用完Bitmap 后先调用 recycle()，再赋为null,清空对图片等资源有直接引用或者间接引用的数组（使用 array.clear() ; array = null）等，最好遵循谁创建谁释放的原则。
• 正确关闭资源，对于使用了BraodcastReceiver，ContentObserver，File，游标 Cursor，Stream，Bitmap等资源的使用，应该在Activity销毁时及时关闭或者注销。
• 保持对对象生命周期的敏感，特别注意单例、静态对象、全局性集合等的生命周期。

参考

GC的两种判定方法:引用计数与引用链
Android开发编码规范导致的内存泄露问题
android handler 弱引用
Android开发从GC root分析内存泄漏