詳解Android性能優化之內存洩漏

綜述

內存洩漏（memory leak）是指由於疏忽或錯誤造成程序未能釋放已經不再使用的內存。那麼在Android中，當一個對象持有Activity的引用，如果該對象不能被系統回收，那麼當這個Activity不再使用時，這個Activity也不會被系統回收，那這麼以來便出現了內存洩漏的情況。在應用中內出現一次兩次的內存洩漏獲取不會出現什麼影響，但是在應用長時間使用以後，若是存在大量的Activity無法被GC回收的話，最終會導致OOM的出現。那麼我們在這就來分析一下導致內存洩漏的常見因素並且如何去檢測內存洩漏。

導致內存洩漏的常見因素

情景一：靜態Activity和View

靜態變量Activity和View會導致內存洩漏，在下面這段代碼中對Activity的Context和TextView設置為靜態對象，從而產生內存洩漏。

import android.content.Context;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

  private static Context context;
  private static TextView textView;

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    context = this;
    textView = new TextView(this);
  }
}

情景二：Thread，匿名類，內部類

在下面這段代碼中存在一個非靜態的匿名類對象Thread，會隱式持有一個外部類的引用LeakActivity，從而導致內存洩漏。同理，若是這個Thread作為LeakActivity的內部類而不是匿名內部類，他同樣會持有外部類的引用而導致內存洩漏。在這裡只需要將為Thread匿名類定義成靜態的內部類即可（靜態的內部類不會持有外部類的一個隱式引用）。

public class LeakActivity extends AppCompatActivity {

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_leak);
    leakFun();
  }

  private void leakFun(){
    new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        try {
          Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    });
  }
}

情景三：動畫

　　在屬性動畫中有一類無限循環動畫，如果在Activity中播放這類動畫並且在onDestroy中去停止動畫，那麼這個動畫將會一直播放下去，這時候Activity會被View所持有，從而導致Activity無法被釋放。解決此類問題則是需要早Activity中onDestroy去去調用objectAnimator.cancel()來停止動畫。

public class LeakActivity extends AppCompatActivity {

  private TextView textView;
  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_leak);
    textView = (TextView)findViewById(R.id.text_view);
    ObjectAnimator objectAnimator = ObjectAnimator.ofFloat(textView,"rotation",0,360);
    objectAnimator.setRepeatCount(ValueAnimator.INFINITE);
    objectAnimator.start();
  }
}

情景四：Handler

對於Handler的內存洩漏在(Android的消息機制——Handler的工作過程)

情景五：第三方庫使用不當

對於EventBus，RxJava等一些第三開源框架的使用，若是在Activity銷毀之前沒有進行解除訂閱將會導致內存洩漏。

使用MAT檢測內存洩漏

對於常見的內存洩露進行介紹完以後，在這裡再看一下使用MAT（Memory Analysis Tool）來檢測內存洩露。MAT的下載地址為：http://www.eclipse.org/mat/downloads.php。

下面來看一段會導致內存洩露的錯誤代碼。

public class LeakActivity extends AppCompatActivity {

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_leak);
    EventBus.getDefault().register(this);
  }

  @Subscribe
  public void subscriber(String s){

  }
}

在上面這段代碼中有會導致內存洩漏，原因是EventBus沒有解除注冊。下面就以這段代碼為例來看一下如何分析內存洩漏。

打開AndroidStudio中的Monitors可以看到如下界面。

在這裡可以看到在應用剛啟動的時候，所占用的內存為15M，然後我們現在開始操作APP，反復進入退出LeakActicity。點擊上如中的GC按鈕。這時候我們在看一下內存使用情況。

在這裡我們可以看到，內存一直在持續增加，已經達到33M，並且無法被GC所回收。所以我們可以判斷，這時候必然出現內存洩漏的情形。那麼現在再點擊Dump Java Heap按鈕，在captures窗口看到生成得hprof文件。但這時候所生成的hprof文件不是標准格式的，我們需要通過SDK所提供的工具hprof-conv進行轉化，該工具在SDK的platform-tools目錄下。執行命令如下：

hprof-conv XXX.hprof converted-dump.hprof

當然在AndroidStudio中可以省去這一步，可以直接導出標准格式的hprof文件。

這時候可以通過MAT工具來打開導出的hprof文件。打開界面如下圖所示：

在MAT中我們最常用的就是Histogram和Dominator Tree，他們分別對應上圖中的A和B按鈕。Histogram可以看出內存中不同類型的buffer的數量和占用內存的大小，而Dominator Tree則是把內存中的對象按照從大到小的順序進行排序，並且可以分析對象之間的引用關系。在這裡再來介紹一下MAT中兩個符號的含義。

• ShallowHeap:對象自身占用的內存大小，不包括他引用的對象
  
• RetainedHeap:對象自身占用的內存大小並且加上它直接或者間接引用對象的大小

Histogram

由於在Android中一般內存洩漏大多出現在Acivity中，這時候可以點擊Histogram按鈕，並搜索 Activity。

在這裡可以看出LeakActivity存在69個對象，基本上可以斷定存在內存洩漏的情形，這時候便可以通過查看GC對象的引用鏈來進行分析。點擊鼠標右鍵選擇Merge Shortest paths to GC Roots並選擇exclude weak/soft references來排除弱引用和軟引用。

在排除軟引用和弱引用以後如下圖所示：

在這裡可以看出由於EventBus導致的LeakActivity內存洩漏。

在Histogram中還可以查看一個對象包含了那些對象的引用。例如，現在要查看LeakActivity所包含的引用，可以點擊鼠標右鍵，選擇list objects中的with incoming reference。而with outcoming reference表示選中對象持有那些對象的引用。
這裡寫圖片描述

Dominator Tree

現在我們點擊這時候可以點擊Dominator Tree按鈕，並搜索 Activity。可以看到如下圖所示：

在這裡可以看到存在大量的LeakActivity。然後點擊鼠標右鍵選擇Path To GC Roots->exclude weak/soft references來排除弱引用和軟引用。

之後可以看到如下結果，依然是EventBus導致的內存洩漏：

總結

內存洩漏往往被我們所忽略，但是當大量的內存洩漏以後導致OOM。它所造成的影響也是不容小觑的。當然除了上述內存洩漏的分析以為我們還可以通過LeakCanary來分析內存洩漏。對於LeakCanary的使用在這裡就不在進行詳細介紹。

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