Android性能優化之利用LeakCanary檢測內存泄漏及解決辦法

原文來源於：博客園總李寫代碼 http://www.cnblogs.com/whoislcj/p/6001422.html

前言：

最近公司C輪融資成功了，移動團隊準備擴大一下，需要招聘Android開發工程師，陸陸續續面試了幾位Android應聘者，面試過程中聊到性能優化中如何避免內存泄漏問題時，很少有人全面的回答上來。所以決定抽空學習總結一下這方面的知識，以及分享一下我們是如何檢測內存泄漏的。我們公司使用開源框架LeakCanary來檢測內存泄漏。

什麼是內存泄漏？

有些對象只有有限的生命週期。當它們的任務完成之後，它們將被垃圾回收。如果在對象的生命週期本該結束的時候，這個對象還被一系列的引用，這就會導致內存泄漏。隨着泄漏的累積，app將消耗完內存。

內存泄漏造成什麼影響？

它是造成應用程序OOM的主要原因之一。由於android系統爲每個應用程序分配的內存有限，當一個應用中產生的內存泄漏比較多時，就難免會導致應用所需要的內存超過這個系統分配的內存限額，這就造成了內存溢出而導致應用Crash。

什麼是LeakCanary？

leakCanary是Square開源框架，是一個Android和Java的內存泄露檢測庫，如果檢測到某個 activity 有內存泄露，LeakCanary 就是自動地顯示一個通知，所以可以把它理解爲傻瓜式的內存泄露檢測工具。通過它可以大幅度減少開發中遇到的oom問題，大大提高APP的質量。

本篇不介紹如何使用LeakCanary，關於LeakCanary使用參考以下文章：

1.LeakCanary: 讓內存泄露無所遁形
2.LeakCanary 中文使用說明

LeakCanary捕獲常見內存泄漏以及解決辦法

1.）錯誤使用單例造成的內存泄漏

在平時開發中單例設計模式是我們經常使用的一種設計模式，而在開發中單例經常需要持有Context對象，如果持有的Context對象生命週期與單例生命週期更短時，或導致Context無法被釋放回收，則有可能造成內存泄漏，錯誤寫法如下：

public class LoginManager {
    private static LoginManager mInstance;
    private Context mContext;

    private LoginManager(Context context) {
        this.mContext = context;
    }


    public static LoginManager getInstance(Context context) {
        if (mInstance == null) {
            synchronized (LoginManager.class) {
                if (mInstance == null) {
                    mInstance = new LoginManager(context);
                }
            }
        }
        return mInstance;
    }

    public void dealData() {
    }

}

弱我們在一個Activity中調用的，然後關閉該Activity則會出現內存泄漏。

LoginManager.getInstance(this).dealData();

LeakCanary檢測結果如下：

解決辦法要保證Context和AppLication的生命週期一樣，修改後代碼如下：

public class LoginManager {
    private static LoginManager mInstance;
    private Context mContext;

    private LoginManager(Context context) {
        this.mContext = context.getApplicationContext();
    }


    public static LoginManager getInstance(Context context) {
        if (mInstance == null) {
            synchronized (LoginManager.class) {
                if (mInstance == null) {
                    mInstance = new LoginManager(context);
                }
            }
        }
        return mInstance;
    }

    public void dealData() {
    }

}

2.）Handler造成的內存泄漏

早些年Handler的使用頻率還是蠻高的，它是工作線程與UI線程之間通訊的橋樑，只是現在大量開源框架對其進行了封裝，我們這裏模擬一種常見使用方式來模擬內存泄漏情形。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private Handler mHandler = new Handler();
    private TextView mTextView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mTextView = (TextView) findViewById(R.id.text);//模擬內存泄露
        mHandler.postDelayed(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                mTextView.setText("lcj");
            }
        }, 3 * 60 * 1000);
        finish();
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        LApplication.getRefWatcher().watch(this);
    }
}

上述代碼通過內部類的方式創建mHandler對象,此時mHandler會隱式地持有一個外部類對象引用這裏就是MainActivity，當執行postDelayed方法時，該方法會將你的Handler裝入一個Message，並把這條Message推到MessageQueue中，MessageQueue是在一個Looper線程中不斷輪詢處理消息，那麼當這個Activity退出時消息隊列中還有未處理的消息或者正在處理消息，而消息隊列中的Message持有mHandler實例的引用，mHandler又持有Activity的引用，所以導致該Activity的內存資源無法及時回收，引發內存泄漏。

LeakCanary檢測結果如下：

要想避免Handler引起內存泄漏問題，需要我們在Activity關閉退出的時候的移除消息隊列中所有消息和所有的Runnable。上述代碼只需在onDestroy()函數中調用mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);就行了。

public class MainActivity1 extends AppCompatActivity {
    private Handler mHandler = new Handler();
    private TextView mTextView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mTextView = (TextView) findViewById(R.id.text);
        //模擬內存泄露
        mHandler.postDelayed(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                mTextView.setText("lcj");
            }
        }, 3 * 60 * 1000);
        finish();
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
        mHandler=null;
        LApplication.getRefWatcher().watch(this);
    }
}

3.)線程造成的內存泄漏

最早時期的時候處理耗時操作多數都是採用Thread+Handler的方式，後來逐步被AsyncTask取代，直到現在採用RxJava的方式來處理異步。這裏以AsyncTask爲例，可能大部分人都會這樣處理一個耗時操作然後通知UI更新結果：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private AsyncTask<Void, Void, Integer> asyncTask;
    private TextView mTextView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mTextView = (TextView) findViewById(R.id.text);
        testAsyncTask();
        finish();
    }

    private void testAsyncTask() {
        asyncTask = new AsyncTask<Void, Void, Integer>() {
            @Override
            protected Integer doInBackground(Void... params) {
                int i = 0;
                //模擬耗時操作
                while (!isCancelled()) {
                    i++;
                    if (i > 1000000000) {
                        break;
                    }
                    Log.e("LeakCanary", "asyncTask---->" + i);
                }
                return i;
            }

            @Override
            protected void onPostExecute(Integer integer) {
                super.onPostExecute(integer);
                mTextView.setText(String.valueOf(integer));
            }
        };
        asyncTask.execute();

    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        LApplication.getRefWatcher().watch(this);
    }

}

對於上面的例子來說，在處理一個比較耗時的操作時，可能還沒處理結束MainActivity就執行了退出操作，但是此時AsyncTask依然持有對MainActivity的引用就會導致MainActivity無法釋放回收引發內存泄漏。

LeakCanary檢測結果：

如何解決這種內存泄漏呢？在使用AsyncTask時，在Activity銷燬時候也應該取消相應的任務AsyncTask.cancel()方法，避免任務在後臺執行浪費資源，進而避免內存泄漏的發生。

public class MainActivity3 extends AppCompatActivity {
    private AsyncTask<Void, Void, Integer> asyncTask;
    private TextView mTextView;


    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mTextView = (TextView) findViewById(R.id.text);
        testAsyncTask();
        finish();
    }


    private void testAsyncTask() {
        asyncTask = new AsyncTask<Void, Void, Integer>() {
            @Override
            protected Integer doInBackground(Void... params) {
                int i = 0;
                //模擬耗時操作
                while (!isCancelled()) {
                    i++;
                    if (i > 1000000000) {
                        break;
                    }
                    Log.e("LeakCanary", "asyncTask---->" + i);
                }
                return i;
            }


            @Override
            protected void onPostExecute(Integer integer) {
                super.onPostExecute(integer);
                mTextView.setText(String.valueOf(integer));
            }
        };
        asyncTask.execute();


    }


    private void destroyAsyncTask() {
        if (asyncTask != null && !asyncTask.isCancelled()) {
            asyncTask.cancel(true);
        }
        asyncTask = null;
    }


    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        destroyAsyncTask();
        LApplication.getRefWatcher().watch(this);
    }


}

4.）非靜態內部類創建靜態實例造成的內存泄漏

有時我們需要一個可以隨着屏幕旋轉的Activity，比如視頻播放Activity，這時我們爲了防止多次調用onCreate方法導致某些參數重新初始化，我們一般會選擇創建一個內部類和一個靜態實例來保存這些參數，比如以下實現：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private static Config mConfig;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        //模擬內存泄露
        if (mConfig == null) {
            mConfig = new Config();
            mConfig.setSize(18);
            mConfig.setTitle("老九門");
        }
        finish();
    }


    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        LApplication.getRefWatcher().watch(this);
    }

    class Config {
        private int size;
        private String title;

        public int getSize() {
            return size;
        }

        public void setSize(int size) {
            this.size = size;
        }

        public String getTitle() {
            return title;
        }

        public void setTitle(String title) {
            this.title = title;
        }
    }
}

上述代碼看着沒有任何問題，其實內部類都會持有一個外部類引用，這裏這個外部類就是MainActivity，然而內部類實例又是static靜態變量其生命週期與Application生命週期一樣，所以在MainActivity關閉的時候，內部類靜態實例依然持有對MainActivity的引用，導致MainActivity無法被回收釋放，引發內存泄漏。LeakCanary檢測內存泄漏結果如下：

對於這種泄漏的解決辦法就是將內部類改成靜態內部類，不再持有對MainActivity的引用即可，修改後的代碼如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private static Config mConfig;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        //模擬內存泄露
        if (mConfig == null) {
            mConfig = new Config();
            mConfig.setSize(18);
            mConfig.setTitle("老九門");
        }
        finish();
    }


    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        LApplication.getRefWatcher().watch(this);
    }

    static class Config {
        private int size;
        private String title;

        public int getSize() {
            return size;
        }

        public void setSize(int size) {
            this.size = size;
        }

        public String getTitle() {
            return title;
        }

        public void setTitle(String title) {
            this.title = title;
        }
    }
}

5.）由WebView引起的內存泄漏

在目前的開發中多多少少會用到Hybrid開發方式，這樣我們就會用WebView去承載Html網頁，就如下面這種方式：

java代碼：

public class MainActivity5 extends AppCompatActivity {
    private WebView mWebView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_web);
        mWebView = (WebView) findViewById(R.id.web);
        mWebView.loadUrl("http://www.cnblogs.com/whoislcj/p/5720202.html");
    }


    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        LApplication.getRefWatcher().watch(this);
    }

}

xml佈局文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:id="@+id/activity_main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical">

    <WebView
        android:id="@+id/web"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"/>
</LinearLayout>

WebView解析網頁時會申請Native堆內存用於保存頁面元素，當頁面較複雜時會有很大的內存佔用。如果頁面包含圖片，內存佔用會更嚴重。並且打開新頁面時，爲了能快速回退，之前頁面佔用的內存也不會釋放。有時瀏覽十幾個網頁，都會佔用幾百兆的內存。這樣加載網頁較多時，會導致系統不堪重負，最終強制關閉應用，也就是出現應用閃退或重啓。及時Activity關閉時在onDestroy中調用如下代碼也是沒有任何作用。

private void destroyWebView() {
        if (mWebView != null) {
            mLinearLayout.removeView(mWebView);
            mWebView.pauseTimers();
            mWebView.removeAllViews();
            mWebView.destroy();
            mWebView = null;
        }
    }

先看下LeakCanary檢測到的結果如下：

該如何解決呢？這個查了不少資料，其中一種就是使用getApplicationgContext作爲參數構建WebView，然後動態添加到一個ViewGroup中，最後退出的時候調用webView的銷燬的函數，雖然也達到了防止內存溢出的效果，但是在有些網頁彈出時候需要記住密碼的對話框的時候，會出現Unable to add window -- token null is not for an application 的錯誤，所以這裏採用的解決辦法是通過把使用了WebView的Activity(或者Service)放在單獨的進程裏。然後在檢測到應用佔用內存過大有可能被系統幹掉或者它所在的Activity(或者Service)結束後，調用android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());，主動Kill掉進程。由於系統的內存分配是以進程爲準的，進程關閉後，系統會自動回收所有內存。

修改後的代碼如下：

public class MainActivity5 extends AppCompatActivity {
    private WebView mWebView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_web);
        mWebView = (WebView) findViewById(R.id.web);
        mWebView.loadUrl("http://www.cnblogs.com/whoislcj/p/5720202.html");
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        destroyWebView();
        android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());
        super.onDestroy();
        LApplication.getRefWatcher().watch(this);

    }

    private void destroyWebView() {
        if (mWebView != null) {
            mWebView.pauseTimers();
            mWebView.removeAllViews();
            mWebView.destroy();
            mWebView = null;
        }
    }

}

manifest中對應的activity配置如下：

<activity
   android:name=".MainActivity5"
   android:process="com.whoislcj.webview"/>

6.）資源未關閉造成的內存泄漏

對於使用了BraodcastReceiver，ContentObserver，File，Cursor，Stream，Bitmap等資源的使用，應該在Activity銷燬時及時關閉或者註銷，否則這些資源將不會被回收，造成內存泄漏。例如獲取媒體庫圖片地址代碼在查詢結束的時候一定要調用

Cursor 的關閉方法防止造成內存泄漏。

  String columns[] = new String[]{
                MediaStore.Images.Media.DATA, MediaStore.Images.Media._ID, MediaStore.Images.Media.TITLE, MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME
        };
        Cursor cursor = this.getContentResolver().query(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, columns, null, null, null);
        if (cursor != null) {
            int photoIndex = cursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Images.Media.DATA);
            //顯示每張圖片的地址，但是首先要判斷一下，Cursor是否有值
            while (cursor.moveToNext()) {
                String photoPath = cursor.getString(photoIndex); //這裏獲取到的就是圖片存儲的位置信息
                Log.e("LeakCanary", "photoPath---->" + photoPath);
            }
            cursor.close();
        }

總結：

以上就是通過LeakCanary檢測到的內存泄漏情況以及解決辦法。

幹我們這行，啥時候懈怠，就意味着長進的停止，長進的停止就意味着被淘汰，只能往前衝，直到鳳凰涅槃的一天！

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前言：

什麼是內存泄漏？

內存泄漏造成什麼影響？

什麼是LeakCanary？

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1.）錯誤使用單例造成的內存泄漏

2.）Handler造成的內存泄漏

3.)線程造成的內存泄漏

4.）非靜態內部類創建靜態實例造成的內存泄漏

5.）由WebView引起的內存泄漏

6.）資源未關閉造成的內存泄漏

總結：

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2.）Handler造成的內存泄漏

3.)線程造成的內存泄漏

4.）非靜態內部類創建靜態實例造成的內存泄漏

5.）由WebView引起的內存泄漏

6.）資源未關閉造成的內存泄漏

總結：

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