Android内存泄漏问题

2019-01-08 本文已影响10人不会敲代码的好代码

一、垃圾回收

一般来说，程序使用内存遵循先向操作系统申请一块内存，使用内存，使用完毕之后释放内存归还给操作系统。然而在传统的C/C++等要求显式释放内存的编程语言中，在合适的时候释放内存是一个很有难度的工作，因此Java等编程语言都提供了基于垃圾回收算法的内存管理机制。

常见的垃圾回收算法有引用计数算法（Reference Counting）、标注—清除算法（Mark and Sweep GC）、复制算法（Copying GC）和逐代回收（Generational GC）等算法，其中Android虚拟机采用的是标注—清除算法，并不是大多数JVM实现里采用的逐代回收算法。

二、几个基本概念

内存泄露：程序在向系统申请分配内存空间后(new)，在使用完毕后未释放，结果导致不再使用的对象一直占据该内存单元，或者他们占用的内存没有及时得到释放，从而造成内存空间不断减少的现象。由于Android程序可以使用的内存较少，发生内存泄漏会导致内存更加紧张，甚至最终由于内存耗尽而发生OOM（out of memeroy）错误，导致应用崩溃。
内存溢出：程序向系统申请的内存空间超出了系统能给的。比如内存只能分配一个int类型，我却要塞给他一个long类型，系统就出现oom。
强引用：强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，Java虚拟机宁愿抛出OOM（OutOfMemoryError）错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。
软引用：如果一个对象只具有软引用，但内存空间足够时，垃圾回收器就不会回收它；直到虚拟机报告内存不够时才会回收，只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。
弱引用：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间是否足够，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。
虚引用：虚引用可以理解为虚设的引用，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于：虚引用必须和引用队列（ReferenceQueue）联合使用。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已经加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。

三、Android内存泄漏存在的原因

1.静态变量导致的内存泄漏

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private static final String TAG = "MainActivity";
    
    private static View mView;
    
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate (savedInstanceState);
        setContentView (R.layout.activity_main);
        mView = new View (this);
    }
}

上面这段代码就会产生内存泄漏，mView是静态变量，它的内部持有当前的activity，因此Activity仍然无法释放。

2.单例模式导致的内存泄漏

不合理的单例模式也会引起内存泄漏，


public class LeakTest {

    private static LeakTest mInstance;

    private LeakTest(Context context) {
    }

    /**
     * 单例模式
     */
    public static LeakTest getInstance(Context context) {
        if(mInstance == null) {
            mInstance = new LeakTest (context);
        }
        return mInstance;
    }

}

比如以上代码是一个提供单例的测试类，需要传入一个Contex进行获取，在Activity中使用的时候如果传入了改Activity的Context，当Activity不再使用的时候，如果在onDestroy时不进行操作，就会造成静态的单例变量一直引用这个Context，导致本该释放内存的变量一直占用内存造成内存泄漏。要解决这种类型的内存泄漏可以在引用Activity的Context时变成引用Application的Context。

3.属性动画导致内存泄漏

属性动画中有一类无限循环的动画，如果在Activity中播放此类动画但是没有在onDestroy中去停止动画，那么动画就会一直播放，尽管在当前界面以及看不到动画了。这个时候Activity的View会被动画持有，View又持有这个Activity，最终导致Activity无法释放，造成内存泄漏。解决方法是在onDestroy的时候调用animator.cancle()方法来停止动画。

4.其他原因导致的内存泄漏

资源对象没关闭造成的内存泄漏，如查询数据库后没有关闭游标cursor
构造Adapter时，没有使用 convertView 重用
Bitmap对象不再使用时，没有调用recycle()释放内存
对象被生命周期长的对象引用，如activity被静态变量引用导致activity不能释放，因为静态类生命周期比Activity长。
想暂时规避内存泄漏问题,可以在manifest.xml加入：

android:largeHeap="true"

此时heapsize会增大2-3倍，缓解OOM的发生
其他内存泄漏的原因参考：https://blog.csdn.net/cyq1028/article/details/19980369

四、内存泄漏的排查

1.LeakCanary

A memory leak detection library for Android and Java.

LeakCanary的工作机制：

RefWatcher.watch() 创建一个 KeyedWeakReference 到要被监控的对象。
然后在后台线程检查引用是否被清除，如果没有，调用GC。
如果引用还是未被清除，把 heap 内存 dump 到 APP 对应的文件系统中的一个 .hprof 文件中。
在另外一个进程中的 HeapAnalyzerService 有一个 HeapAnalyzer 使用HAHA 解析这个文件。
得益于唯一的 reference key, HeapAnalyzer 找到 KeyedWeakReference，定位内存泄露。
HeapAnalyzer 计算 到 GC roots 的最短强引用路径，并确定是否是泄露。如果是的话，建立导致泄露的引用链。
引用链传递到 APP 进程中的 DisplayLeakService，并以通知的形式展示出来。

LeakCanary的使用

1.添加依赖

dependencies {
  debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.6.2'
  releaseImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.6.2'
  // Optional, if you use support library fragments:
  debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-support-fragment:1.6.2'
}

2.新建一个Application类，用于使用LeakCanary

public class ExampleApplication extends Application {

 public static RefWatcher getRefWatcher(Context context) {
    ExampleApplication application = (ExampleApplication) context.getApplicationContext();
    return application.refWatcher;
  }

  private RefWatcher refWatcher;

  @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...
  }
}

LeakCanary.install() 会返回一个预定义的 RefWatcher，同时也会启用一个 ActivityRefWatcher，用于自动监控调用 Activity.onDestroy() 之后泄露的 activity,LeakCanary自动监控Activity，如果要在Fragment中使用LeakCanary需要在onDestroy方法中进行监控。

public abstract class BaseFragment extends Fragment {

  @Override public void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    RefWatcher refWatcher = ExampleApplication.getRefWatcher(getActivity());
    refWatcher.watch(this);
  }
}

只要继承自基类的Fragment都会被监控内存泄漏的情况。

3.LeakCanary的自定义和其他操作参考
https://www.liaohuqiu.net/cn/posts/leak-canary-read-me/