Android性能优化:手把手带你全面了解 内存泄露 & 解决方案
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
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
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
- 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
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
- 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
2.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
- 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
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
- 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
- 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。
5.3.3 消息传递机制:Handler
具体请看文章:Android 内存泄露:详解 Handler 内存泄露的原因
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
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
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 ->>下载地址 - 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:MAT使用攻略
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:Heap Viewer使用攻略
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:Allocation Tracker使用攻略
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
6.5 LeakCanary
- 简介:一个
square
出品的Android
开源库 ->>下载地址 - 作用:检测内存泄露
- 具体使用:https://www.liaohuqiu.net/cn/posts/leak-canary/
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