非常精准 iOS 内存泄露检测工具

2016-05-10 本文已影响4019人光明程辉

平常我们都会用 Instrument 的 Leaks / Allocations 或其他一些开源库进行内存泄露的排查，但它们都存在各种问题和不便，我们逐个来看这些工具的使用和存在的问题。

看看图.png

Leaks

先看看 Leaks，从苹果的开发者文档里可以看到，一个 app 的内存分三类：
Leaked memory: Memory unreferenced by your application that cannot be used again or freed (also detectable by using the Leaks instrument).

Abandoned memory: Memory still referenced by your application that has no useful purpose.

Cached memory: Memory still referenced by your application that might be used again for better performance.

1、 Leaked memory 和 Abandoned memory 都属于应该释放而没释放的内存，都是【内存泄露】。
2、而 Leaks 工具只负责检测 Leaked memory，而不管 Abandoned memory。在 MRC 时代 Leaked memory 很常见，因为很容易忘了调用 release，但在 ARC 时代更常见的内存泄露是循环引用导致的 Abandoned memory，Leaks 工具查不出这类内存泄露，应用有限。

Allocation

对于 Abandoned memory，可以用 Instrument 的 Allocations 检测出来。检测方法是用 Mark Generation 的方式，当你每次点击 Mark Generation 时，Allocations 会生成当前 App 的内存快照，而且 Allocations 会记录从上回内存快照到这次内存快照这个时间段内，新分配的内存信息。举一个最简单的例子：
我们可以不断重复 push 和 pop 同一个 UIViewController，理论上来说，push 之前跟 pop 之后，app 会回到相同的状态。因此，在 push 过程中新分配的内存，在 pop 之后应该被 dealloc 掉，除了前几次 push 可能有预热数据和 cache 数据的情况。如果在数次 push 跟 pop 之后，内存还不断增长，则有内存泄露。因此，我们在每回 push 之前跟 pop 之后，都 Mark Generation 一下，以此观察内存是不是无限制增长。这个方法在 WWDC 的视频里：Session 311 - Advanced Memory Analysis with Instruments，以及苹果的开发者文档：Finding Abandoned Memory 里有介绍。

用这种方法来发现内存泄露还是很不方便的：

首先，你得打开 Allocations
其次，你得一个个场景去重复的操作
无法及时得知泄露，得专门做一遍上述操作，十分繁琐

开源库

1、幸运的是在 GitHub 上有一些内存泄露检测相关的项目，例如 HeapInspector-for-iOS 和 MSLeakHunter。
HeapInspector-for-iOS 可以说是 Allocations 的改进。它通过 hook 掉 alloc，dealloc，retain，release 等方法，来记录对象的生命周期。具体的检测内存泄露的方法和原理，与 Instrument 的 Allocations 一致。然而它跟 Allocations 一样，存在的问题是，你需要一个个场景去重复的操作，还有检测不及时。
2、MSLeakHunter 就简单得多，它只检测 UIViewController 和 UIView，通过 hook 掉 UIViewController 的 -viewDidDisappear:
方法，并认为 -viewDidDisappear:
后，UIViewController 将很快被释放，如果 UIViewController 没有被释放，则打个建议日志。这种做法其实不是很好，-viewDidDisappear:
被调用可能是因为又 push 进来一个新的 ViewController，把当前的 ViewController 挡住了，所以可能有很多错误的建议，需要结合你实际的操作去具体地分析日志。

MLeaksFinder 框架

MLeaksFinder 提供了内存泄露检测更好的解决方案。
1、只需要引入 MLeaksFinder，就可以自动在 App 运行过程检测到内存泄露的对象并立即提醒，
2、无需打开额外的工具。
3、也无需为了检测内存泄露而一个个场景去重复地操作。

总结：MLeaksFinder 目前能自动检测 UIViewController 和 UIView 对象的内存泄露，而且也可以扩展以检测其它类型的对象。

MLeaksFinder 的使用很简单

参照 https://github.com/Zepo/MLeaksFinder，基本上就是把 MLeaksFinder 目录下的文件添加到你的项目中，就可以在运行时（debug 模式下）帮助你检测项目里的内存泄露了，无需修改任何业务逻辑代码，而且只在 debug 下开启，完全不影响你的 release 包。

当发生内存泄露时，MLeaksFinder 会中断言，并准确的告诉你哪个对象泄露了。这里设计为中断言而不是打日志让程序继续跑，是因为很多人不会去看日志，断言则能强制开发者注意到并去修改，而不是犯拖延症。

中断言时，控制台会有如下提示，View-ViewController stack 从上往下看，该 stack 告诉你，MyTableViewController 的 UITableView 的 subview UITableViewWrapperView 的 subview MyTableViewCell 没被释放。而且，这里我们可以肯定的是 MyTableViewController，UITableView，UITableViewWrapperView 这三个已经成功释放了。

 *** Terminating app due to uncaught exception 'NSInternalInconsistencyException', 
reason: 'Possibly Memory Leak.In case that MyTableViewCell should not be dealloced, 
override -willDealloc in MyTableViewCell by returning NO.
View-ViewController stack: (
     MyTableViewController, 
     UITableView, 
     UITableViewWrapperView,
     MyTableViewCell
  )'

从 MLeaksFinder 的使用方法可以看出，MLeaksFinder 具备以下优点：

1、使用简单，不侵入业务逻辑代码。
2、不用打开 Instrument不需要额外的操作，你只需开发你的业务逻辑，在你运行调试时就能帮你检测内存泄露发现及时，更改完代码后一运行即能发现（这点很重要，你马上就能意识到哪里写错了）精准，能准确地告诉你哪个对象没被释放

常见问题

在这里，有几个问题需要解决：
1、不入侵开发代码
这里使用了 AOP 技术，hook 掉 UIViewController 和 UINavigationController 的 pop 跟 dismiss 方法，关于如何 hook，请参考 Method Swizzling。

2、遍历相关对象
在实际项目中，我们发现有时候一个 UIViewController 被释放了，但它的 view 没被释放，或者一个 UIView 被释放了，但它的某个 subview 没被释放。这种内存泄露的情况很常见，因此，我们有必要遍历基于 UIViewController 的整棵 View-ViewController 树。我们通过 UIViewController 的 presentedViewController 和 view 属性，UIView 的 subviews 属性等递归遍历。对于某些 ViewController，如 UINavigationController，UISplitViewController 等，我们还需要遍历 viewControllers 属性。

3、构建堆栈信息
需要构建 View-ViewController stack 信息以告诉开发者是哪个对象没被释放。在递归遍历 View-ViewController 树时，子节点的 stack 信息由父节点的 stack 信息加上子结点信息即可。

4、例外机制
对于有些 ViewController，在被 pop 或 dismiss 后，不会被释放（比如单例），因此需要提供机制让开发者指定哪个对象不会被释放，这里可以通过重载上面的 -willDealloc
方法，直接 return NO 即可。

5、特殊情况
对于某些特殊情况，释放的时机不大一样（比如系统手势返回时，在划到一半时 hold 住，虽然已被 pop，但这时还不会被释放，ViewController 要等到完全 disappear 后才释放），需要做特殊处理，具体的特殊处理视具体情况而定。

6、系统View
某些系统的私有 View，不会被释放（可能是系统 bug 或者是系统出于某些原因故意这样做的，这里就不去深究了），因此需要建立白名单

这个是我分享的另外一篇相关文章，可以参考： http://www.jianshu.com/p/a2f3cbc4a440