Android 内存泄露实践分析

2018-07-06 9 min

定义

内存泄漏也称作“存储渗漏”，用动态存储分配函数动态开辟的空间，在使用完毕后未释放，结果导致一直占据该内存单元。直到程序结束。（其实说白了就是该内存空间使用完毕之后未回收）即所谓内存泄漏。内存泄漏形象的比喻是“操作系统可提供给所有进程的存储空间正在被某个进程榨干”，最终结果是程序运行时间越长，占用存储空间越来越多，最终用尽全部存储空间，整个系统崩溃。所以“内存泄漏”是从操作系统的角度来看的。这里的存储空间并不是指物理内存，而是指虚拟内存大小，这个虚拟内存大小取决于磁盘交换区设定的大小。由程序申请的一块内存，如果没有任何一个指针指向它，那么这块内存就泄漏了。 ——来自《百度百科》

影响

导致 OOM
糟糕的用户体验
鸡肋的 App 存活率

成效

内存泄露是一个持续的过程，随着版本的迭代，效果越明显由于某些原因无法改善的泄露（如框架限制），则尽量降低泄露的内存大小内存泄露实施后的版本，一定要验证，不必马上推行到正式版，可作为 beta 版持续观察是否影响/引发其他功能/问题内存泄露实施后，项目的收获： OOM 减少 30% 以上
平均使用内存从 80M 稳定到 40M 左右
用户体验上升，流畅度提升
存活率上升，推送到达率提升

类型

IO FileStream Cursor Bitmap Context 单例
Callback Service BraodcastReceiver ContentObserver Handler Thread

技巧

慎用 Context Context 概念
四大组件 Context 和 Application 的 context 使用参见下表
**善用 Reference **

Java 引用介绍
Java 四种引用由高到低依次为：强引用 > 软引用 > 弱引用 > 虚引用表格说明 **复用 ConvertView ** 复用详解 对象释放 遵循谁创建谁释放的原则
示例：显示调用 clear 列表、对象赋空值

分析

原理
Java 内存分配机制
 Java 垃圾回收机制
根本原因
关注堆内存
怎么解决
详见方案
实践分析
详见实践

方案

StrictMode
使用方法：AppContext 的 onCreate() 方法加上

StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy
                    .Builder()
                    .detectAll()
                    .penaltyLog()
                    .build());
StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy
                    .Builder()
                    .detectAll()
                    .penaltyLog()
                    .build());

主要检查项：内存泄露、耗时操作等
Leakcanary GitHub 地址
 使用方法
Leakcanary + StrictMode + monkey （推荐） 使用阶段：功能测试完成后，稳定性测试开始时
使用方法：安装集成了 Leakcanary 的包，跑 monkey
收获阶段：一段时间后，会发现出现 N 个泄露
实战分析：逐条分析每个泄露并改善/修复
StrictMode：查看日志搜索 StrictMode 关键字
Adb 命令手动触发 GC
通过 adb shell dumpsys meminfo packagename -d 查看
查看 Activity 以及 View 的数量
越接近 0 越好
对比进入 Activity 以及 View 前的数量和退出 Activity 以及 View 后的数量判断
Android Monitor 使用介绍
MAT 使用介绍

实践（示例）

Bitmap 泄露 Bitmap 泄露一般会泄露较多内存，视图片大小、位图而定经典场景：App 启动图解决内存泄露前后内存相差 10M+，可谓惊人解决方案： App 启动图 Activity 的 onDestroy() 中及时回收内存:

  @Override
  protected void onDestroy() {
      // TODO Auto-generated method stub
      super.onDestroy();
      recycleImageView(imgv_load_ad);
      }
  public static void recycleImageView(View view){
          if(view==null) return;
          if(view instanceof ImageView){
              Drawable drawable=((ImageView) view).getDrawable();
              if(drawable instanceof BitmapDrawable){
                  Bitmap bmp = ((BitmapDrawable)drawable).getBitmap();
                  if (bmp != null && !bmp.isRecycled()){
                      ((ImageView) view).setImageBitmap(null);
                      bmp.recycle();
                      bmp=null;
                  }
              }
          }
      }

IO 流未关闭 分析：通过日志可知 FileOutputStream() 未关闭问题代码：

  public static void copyFile(File source, File dest) {
          FileChannel inChannel = null;
          FileChannel outChannel = null;
          Log.i(TAG, "source path: " + source.getAbsolutePath());
          Log.i(TAG, "dest path: " + dest.getAbsolutePath());
          try {
              inChannel = new FileInputStream(source).getChannel();
              outChannel = new FileOutputStream(dest).getChannel();
              inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }

解决方案：及时关闭 IO 流，避免泄露

  public static void copyFile(File source, File dest) {
          FileChannel inChannel = null;
          FileChannel outChannel = null;
          Log.i(TAG, "source path: " + source.getAbsolutePath());
          Log.i(TAG, "dest path: " + dest.getAbsolutePath());
          try {
              inChannel = new FileInputStream(source).getChannel();
              outChannel = new FileOutputStream(dest).getChannel();
              inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          } finally {
              if (inChannel != null) {
                  try {
                      inChannel.close();
                  } catch (IOException e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
              }
              if (outChannel != null) {
                  try {
                      outChannel.close();
                  } catch (IOException e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
              }
          }
      }

E/StrictMode: A resource was acquired at attached stack trace but never released. 
See java.io.Closeable for information on avoiding resource leaks.
java.lang.Throwable: Explicit termination method 'close' not called
    at dalvik.system.CloseGuard.open(CloseGuard.java:180)
    at java.io.FileOutputStream.<init>(FileOutputStream.java:89)
    at java.io.FileOutputStream.<init>(FileOutputStream.java:72)
    at com.heyniu.lock.utils.FileUtil.copyFile(FileUtil.java:44)
    at com.heyniu.lock.db.BackupData.backupData(BackupData.java:89)
    at com.heyniu.lock.ui.HomeActivity$11.onClick(HomeActivity.java:675)
    at android.support.v7.app.AlertController$ButtonHandler.handleMessage(AlertController.java:157)
    at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:102)
    at android.os.Looper.loop(Looper.java:148)
    at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:5417)
    at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
    at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:726)
    at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:616)

单例模式泄露
分析：通过截图我们发现 SplashActivity 被 ActivityUtil 的实例 activityStack 持有引用代码：

  ActivityUtil.getAppManager().add(this);
持有代码：
  public void add(Activity activity) {
        if (activityStack == null) {
            synchronized (ActivityUtil.class){
                if (activityStack == null) {
                    activityStack = new Stack<>();
                }
            }
        }
        activityStack.add(activity);
    }

解决方案：在 SplashActivity 的 onDestroy() 生命周期移除引用

  @Override
      protected void onDestroy() {
          super.onDestroy();
          ActivityUtil.getAppManager().remove(this);
      }

静态变量持有 Context 实例泄露 分析：长生命周期持有短什么周期引用导致泄露，详见上文四大组件 Context 和 Application 的 context 使用 示例引用代码：

  private static HttpRequest req;
  public static void HttpUtilPost(Context context, int TaskId, String url, String requestBody,ArrayList<HttpHeader> Headers, RequestListener listener) {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        req = new HttpRequest(context, url, TaskId, requestBody, Headers, listener);
        req.post();
    }

解决方案：改为弱引用 pass：弱引用随时可能为空，使用前先判空示例代码：

  public static void cancel(int TaskId) {
        if(req != null && req.get() != null){
            req.get().AsyncCancel(TaskId);
        }
    }
private static WeakReference<HttpRequest> req;
public static void HttpUtilPost(Context context, int TaskId, String url, String requestBody,ArrayList<HttpHeader> Headers, RequestListener listener) {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        req = new WeakReference<HttpRequest>(new HttpRequest(context, url, TaskId, requestBody, Headers, listener));
        req.get().post();
    }

改为长生命周期

private static HttpRequest req;
public static void HttpUtilPost(Context context, int TaskId, String url, String requestBody,ArrayList<HttpHeader> Headers, RequestListener listener) {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        req = new HttpRequest(context.getApplicationContext(), url, TaskId, requestBody, Headers, listener);
        req.post();
    }

Context 泄露 Callback 泄露 服务未解绑注册泄露 分析：一般发生在注册了某服务，不用时未解绑服务导致泄露引用代码：

  private void initSensor() {
          // 获取传感器管理器
          sm = (SensorManager) container.activity.getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
          // 获取距离传感器
          acceleromererSensor = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY);
          // 设置传感器监听器
          acceleromererListener = new SensorEventListener() {
          ......
          };
          sm.registerListener(acceleromererListener, acceleromererSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
      }

解决方案：在 Activity 的 onDestroy() 方法解绑服务

  @Override
  protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    sm.unregisterListener(acceleromererListener,acceleromererSensor);
  }

Handler 泄露
分析：由于 Activity 已经关闭，Handler 任务还未执行完成，其引用了 Activity 的实例导致内存泄露引用代码： handler.sendEmptyMessage(0);
解决方案: 在 Activity 的 onDestroy() 方法回收 Handler

  @Override
  protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    handler.removeCallbacksAndMessages(null);
  }

图片后续遇到再补上异步线程泄露分析：一般发生在线程执行耗时操作时，如下载，此时 Activity 关闭后，由于其被异步线程引用，导致无法被正常回收，从而内存泄露引用代码：

  new Thread() {
    public void run() {
      imageArray = loadImageFromUrl(imageUrl);
    }.start();

解决方案：把线程作为对象提取出来
在 Activity 的 onDestroy() 方法阻塞线程

  thread = new Thread() {
    public void run() {
      imageArray = loadImageFromUrl(imageUrl);
    };
  thread.start();
  @Override
  protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    if(thread != null){
      thread.interrupt();
      thread = null;
    }
  }

后面

欢迎补充实际中遇到的泄露类型文章如有错误，欢迎指正如有更好的内存泄露分享方法，欢迎一起讨论