Android基础（29）内存泄漏

2019-03-03 本文已影响83人 perry_Fan

1）oom是什么？
2）什么情况导致oom？
3）有什么解决方法可以避免OOM？
4）Oom 是否可以try catch？为什么？
5）内存泄漏是什么？
6）什么情况导致内存泄漏？
7）如何防止线程的内存泄漏？
8）内存泄露场的解决方法
9）内存泄漏和内存溢出区别？
10）用IDE如何分析内存泄漏？

11）ANR产生的原因是什么？
12）ANR定位和修正
13）广播引起anr的时间限制是多少？

1. 简介

即 ML （Memory Leak）
指程序在申请内存后，当该内存不需再使用但却无法被释放 & 归还给程序的现象。
从机制上的角度来说：
出现内存泄露的原因是无意识地持有对象引用，使得 持有引用者的生命周期 > 被引用者的生命周期

2. Android 内存管理机制

2.1 概述

2.2 针对进程的内存策略

a. 内存分配策略
由 ActivityManagerService 集中管理所有进程的内存分配
b. 内存回收策略

步骤1：Application Framework 决定回收的进程类型
Android中的进程是托管的；当进程空间紧张时，会按进程优先级低->>高的顺序自动回收进程
步骤2：Linux 内核真正回收具体进程
1. ActivityManagerService 对所有进程进行评分（评分存放在变量adj中）
2. 更新评分到Linux 内核
3. 由Linux 内核完成真正的内存回收

2.3 针对对象、变量的内存策略

Android的对于对象、变量的内存策略同 Java
内存管理 = 对象 / 变量的内存分配 + 内存释放

a. 内存分配策略

对象 / 变量的内存分配由程序自动负责
共有3种：静态分配、栈式分配、 & 堆式分配，分别面向静态变量、局部变量 & 对象实例

用1个实例讲解内存分配

public class Sample {    
    int s1 = 0;
    Sample mSample1 = new Sample();   

    // 方法中的局部变量s2、mSample2存放在 栈内存
    // 变量mSample2所指向的对象实例存放在 堆内存
    // 该实例的成员变量s1、mSample1也存放在栈中
    public void method() {        
        int s2 = 0;
        Sample mSample2 = new Sample();
    }
}
    // 变量mSample3所指向的对象实例存放在堆内存
    // 该实例的成员变量s1、mSample1也存放在栈中
    Sample mSample3 = new Sample();

b. 内存释放策略

对象 / 变量的内存释放由Java垃圾回收器（GC） / 帧栈负责
此处主要讲解对象分配（即堆式分配）的内存释放策略 = Java垃圾回收器（GC）
Java垃圾回收器（GC）的内存释放 = 垃圾回收算法，主要包括：

2.4 常见的内存泄露原因 & 解决方案

集合类
Static关键字修饰的成员变量
非静态内部类 / 匿名类
资源对象使用后未关闭

2.4.1 集合类

内存泄露原因
集合类添加元素后，仍引用着集合元素对象，导致该集合元素对象不可被回收，从而导致内存泄漏
实例演示

// 通过 循环申请Object 对象 & 将申请的对象逐个放入到集合List
List<Object> objectList = new ArrayList<>();        
       for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Object o = new Object();
            objectList.add(o);
            o = null;
        }
// 虽释放了集合元素引用的本身：o=null）
// 但集合List 仍然引用该对象，故垃圾回收器GC 依然不可回收该对象

解决方案
集合类添加集合元素对象后，在使用后必须从集合中删除

由于1个集合中有许多元素，故最简单的方法 = 清空集合对象 & 设置为null

 // 释放objectList
        objectList.clear();
        objectList = null;

2.4.2 Static 关键字修饰的成员变量

储备知识
被 Static 关键字修饰的成员变量的生命周期 = 应用程序的生命周期
泄露原因
若使被 Static 关键字修饰的成员变量引用耗费资源过多的实例（如Context），则容易出现该成员变量的生命周期 > 引用实例生命周期的情况，当引用实例需结束生命周期销毁时，会因静态变量的持有而无法被回收，从而出现内存泄露
实例讲解

public class ClassName {
 // 定义1个静态变量
 private static Context mContext;
 //...
// 引用的是Activity的context
 mContext = context; 

// 当Activity需销毁时，由于mContext = 静态 & 生命周期 = 应用程序的生命周期，故 Activity无法被回收，从而出现内存泄露

}

解决方案
1. 尽量避免 Static 成员变量引用资源耗费过多的实例（如 Context）
若需引用 Context，则尽量使用Applicaiton的Context
1. 使用弱引用（WeakReference）代替强引用持有实例

静态成员变量有个非常典型的例子 = 单例模式

储备知识
单例模式由于其静态特性，其生命周期的长度 = 应用程序的生命周期
泄露原因
若1个对象已不需再使用而单例对象还持有该对象的引用，那么该对象将不能被正常回收从而导致内存泄漏
实例演示

// 创建单例时，需传入一个Context
// 若传入的是Activity的Context，此时单例 则持有该Activity的引用
// 由于单例一直持有该Activity的引用（直到整个应用生命周期结束），即使该Activity退出，该Activity的内存也不会被回收
// 特别是一些庞大的Activity，此处非常容易导致OOM

public class SingleInstanceClass {    
    private static SingleInstanceClass instance;    
    private Context mContext;    
    private SingleInstanceClass(Context context) {        
        this.mContext = context; // 传递的是Activity的context
    }  

    public SingleInstanceClass getInstance(Context context) {        
        if (instance == null) {
            instance = new SingleInstanceClass(context);
        }        
        return instance;
    }
}

解决方案
单例模式引用的对象的生命周期 = 应用的生命周期

如上述实例，应传递Application的Context，因Application的生命周期 = 整个应用的生命周期

public class SingleInstanceClass {    
    private static SingleInstanceClass instance;    
    private Context mContext;    
    private SingleInstanceClass(Context context) {        
        this.mContext = context.getApplicationContext(); // 传递的是Application 的context
    }    

    public SingleInstanceClass getInstance(Context context) {        
        if (instance == null) {
            instance = new SingleInstanceClass(context);
        }        
        return instance;
    }
}

2.4.3 非静态内部类 / 匿名类

储备知识
非静态内部类 / 匿名类默认持有外部类的引用；而静态内部类则不会
非静态内部类的实例 = 静态
常见情况
3种，分别是：非静态内部类的实例 = 静态、多线程、消息传递机制（Handler）
解决方案
1. 将非静态内部类设置为：静态内部类（静态内部类默认不持有外部类的引用）
2. 该内部类抽取出来封装成一个单例
3. 尽量避免非静态内部类所创建的实例 = 静态

若需使用Context，建议使用 Application 的 Context

多线程：AsyncTask、实现Runnable接口、继承Thread类

解决方案
造成内存泄露的原因有2个关键条件：
1. 存在 "工作线程实例持有外部类引用" 的引用关系
2. 工作线程实例的生命周期 > 外部类的生命周期，即工作线程仍在运行而外部类需销毁
  解决思路：让这两个条件之一不成立即可。

// 共有2个解决方案：静态内部类 & 当外部类结束生命周期时，强制结束线程
// 具体描述如下

   /** 
     * 解决方式1：静态内部类
     * 原理：静态内部类 不默认持有外部类的引用，从而使得 “工作线程实例 持有 外部类引用” 的引用关系 不复存在
     * 具体实现：将Thread的子类设置成 静态内部类
     */  
        public class MainActivity extends AppCompatActivity {

        public static final String TAG = "carson：";
        @Override
        public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);

            // 通过创建的内部类 实现多线程
            new MyThread().start();

        }
        // 分析1：自定义Thread子类
        // 设置为：静态内部类
        private static class MyThread extends Thread{
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                    Log.d(TAG, "执行了多线程");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

   /** 
     * 解决方案2：当外部类结束生命周期时，强制结束线程
     * 原理：使得 工作线程实例的生命周期 与 外部类的生命周期 同步
     * 具体实现：当 外部类（此处以Activity为例） 结束生命周期时（此时系统会调用onDestroy（）），强制结束线程（调用stop（））
     */ 
     @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        Thread.stop();
        // 外部类Activity生命周期结束时，强制结束线程
    }

Handler弱引用方式

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    public static final String TAG = "carson：";
    private Handler showhandler;

    // 主线程创建时便自动创建Looper & 对应的MessageQueue
    // 之后执行Loop()进入消息循环
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        //1. 实例化自定义的Handler类对象->>分析1
        //注：
            // a. 此处并无指定Looper，故自动绑定当前线程(主线程)的Looper、MessageQueue；
            // b. 定义时需传入持有的Activity实例（弱引用）
        showhandler = new FHandler(this);

        // 2. 启动子线程1
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // a. 定义要发送的消息
                Message msg = Message.obtain();
                msg.what = 1;// 消息标识
                msg.obj = "AA";// 消息存放
                // b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
                showhandler.sendMessage(msg);
            }
        }.start();

        // 3. 启动子线程2
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // a. 定义要发送的消息
                Message msg = Message.obtain();
                msg.what = 2;// 消息标识
                msg.obj = "BB";// 消息存放
                // b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
                showhandler.sendMessage(msg);
            }
        }.start();
    }

    // 分析1：自定义Handler子类
    // 设置为：静态内部类
    private static class FHandler extends Handler{

        // 定义 弱引用实例
        private WeakReference<Activity> reference;

        // 在构造方法中传入需持有的Activity实例
        public FHandler(Activity activity) {
            // 使用WeakReference弱引用持有Activity实例
            reference = new WeakReference<Activity>(activity); }

        // 通过复写handlerMessage() 从而确定更新UI的操作
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case 1:
                    Log.d(TAG, "收到线程1的消息");
                    break;
                case 2:
                    Log.d(TAG, " 收到线程2的消息");
                    break;
            }
        }
    }
}

2.4.4 资源对象使用后未关闭

泄露原因
对于资源的使用（如广播BraodcastReceiver、文件流File、数据库游标Cursor、图片资源Bitmap等），若在Activity销毁时无及时关闭 / 注销这些资源，则这些资源将不会被回收，从而造成内存泄漏
解决方案
在Activity销毁时及时关闭 / 注销资源

// 对于 广播BraodcastReceiver：注销注册
unregisterReceiver()

// 对于 文件流File：关闭流
InputStream / OutputStream.close()

// 对于数据库游标cursor：使用后关闭游标
cursor.close（）

// 对于 图片资源Bitmap：Android分配给图片的内存只有8M，若1个Bitmap对象占内存较多，当它不再被使用时，应调用recycle()回收此对象的像素所占用的内存；最后再赋为null 
Bitmap.recycle()；
Bitmap = null;

// 对于动画（属性动画）
// 将动画设置成无限循环播放repeatCount = “infinite”后
// 在Activity退出时记得停止动画