Android內存泄漏分析實例

內存泄漏簡介

    Java可以保證當沒有引用指向對象的時候，對象會被垃圾回收器回收，與c語言自己申請的內存自己釋放相比，java程序員輕鬆了很多，但是並不代表java程序員不用擔心內存泄漏。當java程序發生內存泄漏的時候往往具有隱蔽性。

定義

內存泄漏用動態存儲分配函數動態開闢的空間，在使用完畢後未釋放，結果導致一直佔據該內存單元。直到程序結束。從程序員的角度來看“內存泄漏”，其實就是一個對象的生命週期超出了程序員所預期的長度，那麼這個對象就泄漏了。

Android開發中的內存泄漏

Android應用程序本身系統分配的內存很少，一旦發生泄漏，程序很快就會變得非常卡頓，直至OOM崩潰。本文將通過兩個案例，來介紹內存泄漏分析工具MAT，以及內存分析的技巧。

需要工具

準備內存泄漏的分析工具，可以安裝eclipse插件mat。如果使用AndroidStudio開發，可以將hprof文件導出再另外使用mat進行分析，不過會缺少某些功能，但是也夠用了，本文適應的場景是AndroidStudio+MAT。

Android開發中常見的內存泄漏

•對象沒有反註冊

•數據庫cursor沒有關閉

•Bitmap沒有回收

•ListViewitem沒有複用

•Handler在Activity中定義爲非static的匿名內部類

人爲製造一個內存泄漏

自定義一個ActivityManager，提供兩個方法，分別用來註冊與反註冊Activity

package com.example.qinghua_liu.myapplication;

importandroid.app.Activity;
importandroid.util.Log;
importjava.util.ArrayList;
importjava.util.List;

publicclass ActivityManager{
    private List<Activity>mActivities=newArrayList<>();
    private static ActivityManagersInstance;

    private ActivityManager(){
    };

    public static ActivityManagerinstance() {
        if (sInstance==null){
            sInstance=newActivityManager();
        }
        return sInstance;
    }

    public void registActivity(Activityactivity) {
        mActivities.add(activity);
        Log.d("TAG","mActivities.size()="+mActivities.size());
    }

    public void unRigistActivity(Activityactivity) {
        mActivities.remove(activity);
    }

}

在MainActivity的onCreate與onDestroy中分別調用registActivity和registActivity方法進行註冊與反註冊。但是Main2Activity忘記了反註冊

public classMainActivityextendsAppCompatActivity{

   Button mBtn;

@Override
protectedvoid onCreate(BundlesavedInstanceState){
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);

mBtn = (Button)findViewById(R.id.mybutton);

mBtn("newActivity");
mBtnView.OnClickListener(){
    @Override
    public void onClick(Viewv) {
        Intent it = newIntent(MainActivity.this,
                Main2Activity.class);
        try {
            startActivity(it);
        } catch (Exceptione) {
            Log.e(TAG,e.toString());
        }
   }
});
    ActivityManager.instance().registActivity(this);

}

@Override
protectedvoid onDestroy(){
    super.onDestroy();
    ActivityManager.instance().unRigistActivity(this);
}

}

public classMain2ActivityextendsActivity{

private Object[] mObjs= new Object[10000];

@Override
protectedvoid onCreate(BundlesavedInstanceState){
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);

//模擬快速消耗大量內存，使效果明顯

for (inti=0;i<mObjs.length;i++){
    mObjs[i] =new Object();
}

ActivityManager.instance().registActivity(this);

}

@Override
protectedvoid onDestroy(){
    super.onDestroy();
    //ActivityManager.instance().unRigistActivity(this);// if forget unRigist
}

}

AndroidStudio Monitor Debug

Monitor界面可以大概顯現內存，CPU，GPU，NetWork的佔用消耗情況。

    詳細分析還要依靠Mat。APP操作多次叫起和銷燬MainActivity以及Main2Activity。

      導出Memory hprof 文件：

      在AS Monitor Debug界面按DumpJava Heap，工具會自動生成一份hprof後綴文件。

hprof文件分析

Android Studio 生成的hprof文件 MAT還不能直接使用，需用轉換成標準的hprof文件。

轉換可藉助AndroidSdkPlatform toolhprof具體命令下圖：

MAT分析工具

經轉換得到的hprof文件可以由MAT直接打開了。

MAT分析

Mat會dump一個內存快照出來，然後從分析報告中點擊“Leaksuspects”這裏會列出可能泄漏的對象，其中你會發現“com.example.qinghua_liu.myapplication.Main2Activity”的身影。Main2Activity這個類有49個實例，CodeAuthor應該一下子就會發現，原來是Main2Activity泄漏了。發現它泄漏之後，如何找出是哪一個對象持有了Main2Activity對象的引用呢？

找出引用鏈

使用OQL對象查詢語言查詢出泄漏的對象，和SQL非常相似，語法簡單易懂，卻非常強大。select* from com.example.qinghua_liu.myapplication.Main2Activity篩選出Main2Activity這一類對象。

 然後選擇“excludeweak/soft references”篩選出除了軟引用和弱引用之外（即強引用）的對象。

然後找出的GC的Root，從下圖可以看出，原來Activity對象被ActivityManager裏面的ArrayList給hold住了，所以接下來的工作就是在Main2Activity檢查反註冊，內存泄漏的原因很快就可以搞清楚了。

鏈接

Eclipse Mat 工具下載地址

http://www.eclipse.org/mat/

Handler使用過程中可能引發的內存泄漏

我們UI編程時一般會使用Handler進行UI更新，環境會有下面一段溫馨的提示：ThisHandler class should be static or leaksmightoccur

    另外還有段詳細英文描述，大概意思就是：

   一旦Handler被聲明爲內部類，那麼可能導致它的外部類不能夠被垃圾回收。如果Handler是在其他線程（通常是workerthread）使用Looper或MessageQueue（消息隊列），而不是main線程（UI線程），那麼就沒有這個問題。如果Handler使用Looper或MessageQueue在主線程（mainthread），你需要對Handler的聲明做如下修改：
    聲明Handler爲static類；在外部類中實例化一個外部類的WeakReference（弱引用）並且在Handler初始化時傳入這個對象給你的Handler；將所有引用的外部類成員使用WeakReference對象。（與Bitmap工作線程弱引用相似？）

解決方案

private static class CopyFileHandlerextendsHandler{
    WeakReference<MainActivity>mActivity;
    public CopyFileHandler(MainActivityactivity) {
        mActivity=newWeakReference<>(activity);
    }

    public void handleMessage(Messagemsg){
        final MainActivityactivity =mActivity.get();
        if(null!=activity&&null!=activity.btn){
        //handle you message here!
            activity.btn.setText("clickme");
            activity.btn.setClickable(true);
        }
    }
}

private CopyFileHandlermHandler;

@Override

protected void onCreate(BundlesavedInstanceState){

mHandler=newCopyFileHandler(this);

}

private void startCopyFileThread(){
    Log.d(TAG,"startCopyDBThread");
    new Thread(newRunnable() {
        @Override
        public void run(){
            //DOSOMETHING LIKE: copyDBFile();
            Messagemsg=mHandler.obtainMessage();
            mHandler.sendMessageDelayed(msg,1000);
        }
    }).start();
}

爲什麼會內存泄漏

這與幾個關鍵詞有關：內部類、Handler的消息循環（Looper）、Java垃圾回收機制。需要強調一下，並不是每次使用Handler都會引發內存泄漏，這裏面有一定的機率，需要滿足特定條件纔會引起泄漏。
  內部類會有一個指向外部類的（硬）引用。垃圾回收機制中約定，當內存中的一個對象的引用計數爲0時，將會被回收。
  Handler作爲Android上的異步消息處理機制，它的工作是需要Looper和MessageQueue配合的。簡單的說，要維護一個循環體（Looper）處理消息隊列（MessageQueue）。每循環一次就從MessageQueue中取出一個Message，然後回調相應的消息處理函數。

  如果循環體中有消息未處理（Message排隊中），那麼Handler會一直存在，那麼Handler的外部類（通常是Activity）的引用計數一直不會是0，所以那個外部類就不能被垃圾回收。很多人會遇到activity的onDestroy方法一直不執行就是這個原因。

另一個解決方案的嘗試

提示描述中提到了也可以讓Handler在workerthread中使用Looper或MessageQueue。

private class WorkThreadextendsThread{
        @Override
        public void run(){
            super.run();
            Looper.prepare();
            testHandler=newHandler(){
                publicvoid handleMessage(Messagemsg){
                    mybutton1.post(newRunnable(){
                       @Override
                        publicvoid run(){
                            mybutton1.setText("clickme");
                            mybutton1.setClickable(true);
                        }
                    });
                }
            };
            Looper.loop();
        }
    }

private WorkThreadmThread;

@Override
protectedvoid onCreate(BundlesavedInstanceState){

   mThread=newWorkThread();
    if(Thread.State.NEW==mThread.getState()){
        mThread.start();
    }

}

@OnClick({R.id.hello,R.id.mybutton1,R.id.radioButton})
publicvoid onClick(Viewview) {
    switch (view.getId()){
        case R.id.mybutton1:
            mybutton1.setText("clicked");
            mybutton1.setClickable(false);
            testHandler.sendEmptyMessageDelayed(1,3000);
            break;
        case R.id.radioButton:
            break;
    }
}