专项：Android 内存泄露实践分析

定义

​ 内存泄漏也称作 “存储渗漏”，用动态存储分配函数动态开辟的空间，在使用完毕后未释放，结果导致一直占据该内存单元。直到程序结束。（其实说白了就是该内存空间使用完毕之后未回收）即所谓内存泄漏。

内存泄漏形象的比喻是 “操作系统可提供给所有进程的存储空间正在被某个进程榨干”，最终结果是程序运行时间越长，占用存储空间越来越多，最终用尽全部存储空间，整个系统崩溃。所以 “内存泄漏” 是从操作系统的角度来看的。这里的存储空间并不是指物理内存，而是指虚拟内存大小，这个虚拟内存大小取决于磁盘交换区设定的大小。由程序申请的一块内存，如果没有任何一个指针指向它，那么这块内存就泄漏了。

​ ——来自《百度百科》

影响

• 导致 OOM
• 糟糕的用户体验
• 鸡肋的 App 存活率

成效

• 内存泄露是一个持续的过程，随着版本的迭代，效果越明显
• 由于某些原因无法改善的泄露（如框架限制），则尽量降低泄露的内存大小
• 内存泄露实施后的版本，一定要验证，不必马上推行到正式版，可作为 beta 版持续观察是否影响/引发其他功能/问题

内存泄露实施后，项目的收获：

• OOM 减少 30% 以上
• 平均使用内存从 80M 稳定到 40M 左右
• 用户体验上升，流畅度提升
• 存活率上升，推送到达率提升

类型

• IO
  • FileStream
  • Cursor
• Bitmap

• Context

  • 单例
  • Callback

• Service

  • BraodcastReceiver
  • ContentObserver

• Handler

• Thread

技巧

• 慎用 Context

  • Context 概念
  • 四大组件 Context 和 Application 的 context 使用参见下表

​

• 善用 Reference

  • Java 引用介绍
  • Java 四种引用由高到低依次为：强引用  >  软引用  >  弱引用  >  虚引用
  • 表格说明

  类型	垃圾回收时间	生存时间
  强引用	永远不会	JVM 停止运行时终止
  软引用	内存不足时	内存不足时终止
  弱引用	垃圾回收时	垃圾回收时终止
  虚引用	垃圾回收时	垃圾回收时终止

• 复用 ConvertView

  • 复用详解

• 对象释放

  • 遵循谁创建谁释放的原则
  • 示例：显示调用 clear 列表、对象赋空值

分析

​ 原理

• Java 内存分配机制
• Java 垃圾回收机制

​ 根本原因

• 关注堆内存

​ 怎么解决

• 详见方案

​ 实践分析

• 详见实践

方案

• StrictMode

  • 使用方法：AppContext 的onCreate()方法加上

  StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy
                      .Builder()
                      .detectAll()
                      .penaltyLog()
                      .build());
  StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy
                      .Builder()
                      .detectAll()
                      .penaltyLog()
                      .build());
  

  • 主要检查项：内存泄露、耗时操作等

• Leakcanary

  • GitHub 地址
  • 使用方法

• Leakcanary + StrictMode + monkey （推荐）

  • 使用阶段：功能测试完成后，稳定性测试开始时
  • 使用方法：安装集成了 Leakcanary 的包，跑 monkey
  • 收获阶段：一段时间后，会发现出现 N 个泄露
  • 实战分析：逐条分析每个泄露并改善/修复
  • StrictMode：查看日志搜索 StrictMode 关键字

• Adb 命令

  • 手动触发 GC
  • 通过 adb shell dumpsys meminfo packagename -d 查看
  • 查看 Activity 以及 View 的数量
  • 越接近 0 越好
  • 对比进入 Activity 以及 View 前的数量和退出 Activity 以及 View 后的数量判断

• Android Monitor

  • 使用介绍

• MAT

  • 使用介绍

实践（示例）

Bitmap 泄露

Bitmap 泄露一般会泄露较多内存，视图片大小、位图而定

• 经典场景：App 启动图

• 解决内存泄露前后内存相差 10M+，可谓惊人

• 解决方案：

App 启动图 Activity 的onDestroy()中及时回收内存

@Override
protected void onDestroy() {
    // TODO Auto-generated method stub
    super.onDestroy();
    recycleImageView(imgv_load_ad);
    }

public static void recycleImageView(View view){
        if(view==null) return;
        if(view instanceof ImageView){
            Drawable drawable=((ImageView) view).getDrawable();
            if(drawable instanceof BitmapDrawable){
                Bitmap bmp = ((BitmapDrawable)drawable).getBitmap();
                if (bmp != null && !bmp.isRecycled()){
                    ((ImageView) view).setImageBitmap(null);
                    bmp.recycle();
                    bmp=null;
                }
            }
        }
    }

​

IO 流未关闭

• 分析：通过日志可知FileOutputStream()未关闭

• 问题代码：

public static void copyFile(File source, File dest) {
        FileChannel inChannel = null;
        FileChannel outChannel = null;
        Log.i(TAG, "source path: " + source.getAbsolutePath());
        Log.i(TAG, "dest path: " + dest.getAbsolutePath());
        try {
            inChannel = new FileInputStream(source).getChannel();
            outChannel = new FileOutputStream(dest).getChannel();
            inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

• 解决方案：

  • 及时关闭 IO 流，避免泄露

public static void copyFile(File source, File dest) {
        FileChannel inChannel = null;
        FileChannel outChannel = null;
        Log.i(TAG, "source path: " + source.getAbsolutePath());
        Log.i(TAG, "dest path: " + dest.getAbsolutePath());
        try {
            inChannel = new FileInputStream(source).getChannel();
            outChannel = new FileOutputStream(dest).getChannel();
            inChannel.transferTo(0, inChannel.size(), outChannel);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (inChannel != null) {
                try {
                    inChannel.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (outChannel != null) {
                try {
                    outChannel.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

E/StrictMode: A resource was acquired at attached stack trace but never released. 
See java.io.Closeable for information on avoiding resource leaks.
java.lang.Throwable: Explicit termination method 'close' not called
    at dalvik.system.CloseGuard.open(CloseGuard.java:180)
    at java.io.FileOutputStream.<init>(FileOutputStream.java:89)
    at java.io.FileOutputStream.<init>(FileOutputStream.java:72)
    at com.heyniu.lock.utils.FileUtil.copyFile(FileUtil.java:44)
    at com.heyniu.lock.db.BackupData.backupData(BackupData.java:89)
    at com.heyniu.lock.ui.HomeActivity$11.onClick(HomeActivity.java:675)
    at android.support.v7.app.AlertController$ButtonHandler.handleMessage(AlertController.java:157)
    at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:102)
    at android.os.Looper.loop(Looper.java:148)
    at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:5417)
    at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
    at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:726)
    at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:616)

单例模式泄露

• 分析：通过截图我们发现 SplashActivity 被 ActivityUtil 的实例 activityStack 持有

• 引用代码：

ActivityUtil.getAppManager().add(this);

• 持有代码：

public void add(Activity activity) {
      if (activityStack == null) {
          synchronized (ActivityUtil.class){
              if (activityStack == null) {
                  activityStack = new Stack<>();
              }
          }
      }
      activityStack.add(activity);
  }

• 解决方案：

  • 在 SplashActivity 的onDestroy()生命周期移除引用

@Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        ActivityUtil.getAppManager().remove(this);
    }

静态变量持有 Context 实例泄露

• 分析：长生命周期持有短什么周期引用导致泄露，详见上文四大组件 Context 和 Application 的 context 使用

• 示例引用代码：

private static HttpRequest req;
public static void HttpUtilPost(Context context, int TaskId, String url, String requestBody,ArrayList<HttpHeader> Headers, RequestListener listener) {
      // TODO Auto-generated constructor stub
      req = new HttpRequest(context, url, TaskId, requestBody, Headers, listener);
      req.post();
  }

• 解决方案：

  • 改为弱引用
  • pass：弱引用随时可能为空，使用前先判空
  • 示例代码：

  public static void cancel(int TaskId) {
        if(req != null && req.get() != null){
            req.get().AsyncCancel(TaskId);
        }
    }
  

  private static WeakReference<HttpRequest> req;
  public static void HttpUtilPost(Context context, int TaskId, String url, String requestBody,ArrayList<HttpHeader> Headers, RequestListener listener) {
          // TODO Auto-generated constructor stub
          req = new WeakReference<HttpRequest>(new HttpRequest(context, url, TaskId, requestBody, Headers, listener));
          req.get().post();
      }
  

  • 改为长生命周期

  private static HttpRequest req;
  public static void HttpUtilPost(Context context, int TaskId, String url, String requestBody,ArrayList<HttpHeader> Headers, RequestListener listener) {
          // TODO Auto-generated constructor stub
          req = new HttpRequest(context.getApplicationContext(), url, TaskId, requestBody, Headers, listener);
          req.post();
      }
  

Context 泄露

Callback 泄露

服务未解绑注册泄露

• 分析：一般发生在注册了某服务，不用时未解绑服务导致泄露

• 引用代码：

private void initSensor() {
        // 获取传感器管理器
        sm = (SensorManager) container.activity.getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
        // 获取距离传感器
        acceleromererSensor = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY);
        // 设置传感器监听器
        acceleromererListener = new SensorEventListener() {
        ......
        };
        sm.registerListener(acceleromererListener, acceleromererSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
    }

• 解决方案：

  • 在 Activity 的onDestroy()方法解绑服务

@Override
protected void onDestroy() {
  super.onDestroy();
  sm.unregisterListener(acceleromererListener,acceleromererSensor);
}

Handler 泄露

• 分析：由于 Activity 已经关闭，Handler 任务还未执行完成，其引用了 Activity 的实例导致内存泄露

• 引用代码：

handler.sendEmptyMessage(0);

• 解决方案：

  • 在 Activity 的onDestroy()方法回收 Handler

@Override
protected void onDestroy() {
  super.onDestroy();
  handler.removeCallbacksAndMessages(null);
}

• 图片后续遇到再补上

异步线程泄露

• 分析：一般发生在线程执行耗时操作时，如下载，此时 Activity 关闭后，由于其被异步线程引用，导致无法被正常回收，从而内存泄露

• 引用代码：

new Thread() {
  public void run() {
    imageArray = loadImageFromUrl(imageUrl);
  }.start();

• 解决方案：

  • 把线程作为对象提取出来
  • 在 Activity 的onDestroy()方法阻塞线程

thread = new Thread() {
  public void run() {
    imageArray = loadImageFromUrl(imageUrl);
  };
thread.start();

@Override
protected void onDestroy() {
  super.onDestroy();
  if(thread != null){
    thread.interrupt();
    thread = null;
  }
}

后面

• 欢迎补充实际中遇到的泄露类型
• 文章如有错误，欢迎指正
• 如有更好的内存泄露分享方法，欢迎一起讨论

未完待续。。。