前言
- 在Android中,内存泄露的现象十分常见;而内存泄露导致的后果会使得应用Crash
- 本文 全面介绍了内存泄露的本质、原因 & 解决方案,最终提供一些常见的内存泄露分析工具,希望你们会喜欢。
目录
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
2. 对应用程序的影响
- 容易使得应用程序发生内存溢出,即 OOM
内存溢出 简介:
3. 发生内存泄露的本质原因
- 具体描述
- 特别注意 从机制上的角度来说,由于 Java存在垃圾回收机制(GC),理应不存在内存泄露;出现内存泄露的原因仅仅是外部人为原因 = 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
4. 储备知识:Android 内存管理机制
4.1 简介
下面,将针对回收 进程、对象 、变量的内存分配 & 回收进行详细讲解
4.2 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
Android将进程分为5个优先等级,具体如下:
- 步骤2:Linux 内核真正回收具体进程
- ActivityManagerService 对 所有进程进行评分(评分存放在变量adj中)
- 更新评分到Linux 内核
- 由Linux 内核完成真正的内存回收
此处仅总结流程,这其中的过程复杂,有兴趣的读者可研究系统源码ActivityManagerService.java
4.2 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
下面,将详细讲解内存分配 & 内存释放策略
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
- 具体介绍如下
注: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也存放在堆内存中 Sample mSample3 = new Sample();复制代码
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)
由于静态分配不需释放、栈式分配仅 通过帧栈自动出、入栈,较简单,故不详细描述
- Java垃圾回收器(GC)的内存释放 = 垃圾回收算法,主要包括:
- 具体介绍如下
5. 常见的内存泄露原因 & 解决方案
- 常见引发内存泄露原因主要有:
- 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
- 下面,我将详细介绍每个引发内存泄露的原因
5.1 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ListList
- 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;复制代码
5.2 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}复制代码
- 解决方案
- 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
- 使用 弱引用(WeakReference) 代替 强引用 持有实例
注: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OOMpublic 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; }}复制代码
- 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; }}复制代码
5.3 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
- 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)
5.3.1 非静态内部类的实例 = 静态
- 泄露原因 若 非静态内部类所创建的实例 = 静态(其生命周期 = 应用的生命周期),会因 非静态内部类默认持有外部类的引用 而导致外部类无法释放,最终 造成内存泄露
即 外部类中 持有 非静态内部类的静态对象
- 实例演示
// 背景: a. 在启动频繁的Activity中,为了避免重复创建相同的数据资源,会在Activity内部创建一个非静态内部类的单例 b. 每次启动Activity时都会使用该单例的数据public class TestActivity extends AppCompatActivity { // 非静态内部类的实例的引用 // 注:设置为静态 public static InnerClass innerClass = null; @Override protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); // 保证非静态内部类的实例只有1个 if (innerClass == null) innerClass = new InnerClass(); } // 非静态内部类的定义 private class InnerClass { //... }}复制代码
// 造成内存泄露的原因: // a. 当TestActivity销毁时,因非静态内部类单例的引用(innerClass)的生命周期 = 应用App的生命周期、持有外部类TestActivity的引用 // b. 故 TestActivity无法被GC回收,从而导致内存泄漏
- 解决方案
- 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)
- 该内部类抽取出来封装成一个单例
- 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
5.3.2 多线程:AsyncTask、实现Runnable接口、继承Thread类
- 储备知识 多线程的使用方法 = 非静态内部类 / 匿名类;即 线程类 属于 非静态内部类 / 匿名类
- 泄露原因 当 工作线程正在处理任务 & 外部类需销毁时, 由于 工作线程实例 持有外部类引用,将使得外部类无法被垃圾回收器(GC)回收,从而造成 内存泄露
- 多线程主要使用的是:AsyncTask、实现Runnable接口 & 继承Thread类
- 前3者内存泄露的原理相同,此处主要以继承Thread类 为例说明
- 实例演示
/** * 方式1:新建Thread子类(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(); } // 自定义的Thread子类 private 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(); } } } }复制代码
/** * 方式2:匿名Thread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); // 通过匿名内部类 实现多线程 new Thread() { @Override public void run() { try { Thread.sleep(5000); Log.d(TAG, "执行了多线程"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }.start(); }}复制代码
/**
-
分析:内存泄露原因 */ // 工作线程Thread类属于非静态内部类 / 匿名内部类,运行时默认持有外部类的引用 // 当工作线程运行时,若外部类MainActivity需销毁 // 由于此时工作线程类实例持有外部类的引用,将使得外部类无法被垃圾回收器(GC)回收,从而造成 内存泄露
-
解决方案 从上面可看出,造成内存泄露的原因有2个关键条件:
- 存在 ”工作线程实例 持有外部类引用“ 的引用关系
- 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
解决方案的思路 = 使得上述任1条件不成立 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 }复制代码
5.3.3 消息传递机制:Handler
具体请看文章:
5.4 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
5.5 其他使用
- 除了上述4种常见情况,还有一些日常的使用会导致内存泄露
- 主要包括:Context、WebView、Adapter,具体介绍如下
5.6 总结
下面,我将用一张图总结Android中内存泄露的原因 & 解决方案
6. 辅助分析内存泄露的工具
- 哪怕完全了解 内存泄露的原因,但难免还是会出现内存泄露的现象
- 下面将简单介绍几个主流的分析内存泄露的工具,分别是
- MAT(Memory Analysis Tools)
- Heap Viewer
- Allocation Tracker
- Android Studio 的 Memory Monitor
- LeakCanary
6.1 MAT(Memory Analysis Tools)
- 定义:一个Eclipse的 Java Heap 内存分析工具 ->>
- 作用:查看当前内存占用情况
通过分析 Java 进程的内存快照 HPROF 分析,快速计算出在内存中对象占用的大小,查看哪些对象不能被垃圾收集器回收 & 可通过视图直观地查看可能造成这种结果的对象
- 具体使用:
6.2 Heap Viewer
- 定义:一个的 Java Heap 内存分析工具
- 作用:查看当前内存快照
可查看 分别有哪些类型的数据在堆内存总 & 各种类型数据的占比情况
- 具体使用:
6.3 Allocation Tracker
- 简介:一个内存追踪分析工具
- 作用:追踪内存分配信息,按顺序排列
- 具体使用:
6.4 Memory Monitor
-
简介:一个 Android Studio 自带 的图形化检测内存工具
-
作用:跟踪系统 / 应用的内存使用情况。核心功能如下
- 具体使用:
6.5 LeakCanary
- 简介:一个square出品的Android开源库 ->>
- 作用:检测内存泄露
- 具体使用:
7. 总结
- 本文 全面介绍了内存泄露的本质、原因 & 解决方案,希望大家在开发时尽量避免出现内存泄露
链接:https://www.jianshu.com/p/97fb764f2669