Android内存泄漏实例分析

前言

对于C++来说,内存泄漏就是new出来的对象没有delete,俗称野指针;对于Java来说,就是new出来的Object 放在Heap上无法被GC回收;本文通过QQ和Qzone中内存泄漏实例来讲android中内存泄漏分析解法和编写代码应注意的事项。

Java 中的内存分配

  • 静态储存区:编译时就分配好,在程序整个运行期间都存在。它主要存放静态数据和常量;
  • 栈区:当方法执行时,会在栈区内存中创建方法体内部的局部变量,方法结束后自动释放内存;
  • 堆区:通常存放 new 出来的对象。由 Java 垃圾回收器回收。

四种引用类型的介绍

  • 强引用(StrongReference):JVM 宁可抛出 OOM ,也不会让 GC 回收具有强引用的对象;
  • 软引用(SoftReference):只有在内存空间不足时,才会被回的对象;
  • 弱引用(WeakReference):在 GC 时,一旦发现了只具有弱引用的对象,不管当前内存空间足够与否,都会回收它的内存;
  • 虚引用(PhantomReference):任何时候都可以被GC回收,当垃圾回收器准备回收一个对象时,如果发现它还有虚引用,就会在回收对象的内存之前,把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是否存在该对象的虚引用,来了解这个对象是否将要被回收。可以用来作为GC回收Object的标志。

我们常说的内存泄漏是指new出来的Object无法被GC回收,即为强引用:

内存泄漏发生时的主要表现为内存抖动,可用内存慢慢变少:

Andriod中分析内存泄漏的工具MAT

QQ和Qzone内存泄漏如何监控

QQ和Qzone 的内存泄漏采用SNGAPM解决方案,SNGAPM是一个性能监控、分析的统一解决方案,它从终端收集性能信息,上报到一个后台,后台将监控类信息聚合展示为图表,将分析类信息进行分析并提单,通知开发者;

  • SNGAPM由App(MagnifierApp)和web server(MagnifierServer)两部分组成;
  • MagnifierApp在自动内存泄漏检测中是一个衔接检测组件(LeakInspector)和自动化云分析(MagnifierCloud)的中间性平台,它从LeakInspector的内存dump自动化上传MagnifierServer;
  • MagnifierServer后台会定时提交分析任务到MagnifierCloud;
  • MagnifierCloud分析结束之后会更新数据到magnifier web上,同时以bug单形式通知开发者。

常见的内存泄漏案例

case 1. 单例造成的内存泄露
单例的静态特性导致其生命周期同应用一样长。

解决方案:

1.将该属性的引用方式改为弱引用;
2.如果传入Context,使用ApplicationContext;

example:

泄漏代码片段

private static ScrollHelper mInstance;    
private ScrollHelper() {
}    
public static ScrollHelper getInstance() {        
    if (mInstance == null) {           
       synchronized (ScrollHelper.class) {                
            if (mInstance == null) {
                mInstance = new ScrollHelper();
            }
        }
    }        
                
    return mInstance;
}    
/**
 * 被点击的view
 */
private View mScrolledView = null;    
public void setScrolledView(View scrolledView) {
    mScrolledView = scrolledView;
}

Solution:使用WeakReference

private static ScrollHelper mInstance;    
private ScrollHelper() {
}    
public static ScrollHelper getInstance() {        
    if (mInstance == null) {            
        synchronized (ScrollHelper.class) {                
            if (mInstance == null) {
                mInstance = new ScrollHelper();
            }
        }
    }        
        
    return mInstance;
}    
/**
 * 被点击的view
 */
private WeakReference<View> mScrolledViewWeakRef = null;    
public void setScrolledView(View scrolledView) {
    mScrolledViewWeakRef = new WeakReference<View>(scrolledView);
}

case 2. InnerClass匿名内部类
在Java中,非静态内部类 和 匿名类 都会潜在的引用它们所属的外部类,但是,静态内部类却不会。如果这个非静态内部类实例做了一些耗时的操作,就会造成外围对象不会被回收,从而导致内存泄漏。

解决方案:

1.将内部类变成静态内部类;
2.如果有强引用Activity中的属性,则将该属性的引用方式改为弱引用;
3.在业务允许的情况下,当Activity执行onDestory时,结束这些耗时任务;

example问题:

public class LeakAct extends Activity {  
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {    
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.aty_leak);
        test();
    } 
    //这儿发生泄漏    
    public void test() {    
        new Thread(new Runnable() {      
            @Override
            public void run() {        
                while (true) {          
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

Solution解决:

public class LeakAct extends Activity {  
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {    
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.aty_leak);
        test();
    }  
    //加上static,变成静态匿名内部类
    public static void test() {    
        new Thread(new Runnable() {     
            @Override
            public void run() {        
                while (true) {          
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

case 3. Activity Context 的不正确使用

在Android应用程序中通常可以使用两种Context对象:Activity和Application。当类或方法需要Context对象的时候常见的做法是使用第一个作为Context参数。这样就意味着View对象对整个Activity保持引用,因此也就保持对Activty的所有的引用。

假设一个场景,当应用程序有个比较大的Bitmap类型的图片,每次旋转是都重新加载图片所用的时间较多。为了提高屏幕旋转是Activity的创建速度,最简单的方法时将这个Bitmap对象使用Static修饰。 当一个Drawable绑定在View上,实际上这个View对象就会成为这份Drawable的一个Callback成员变量。而静态变量的生命周期要长于Activity。导致了当旋转屏幕时,Activity无法被回收,而造成内存泄露。

解决方案:

1.使用ApplicationContext代替ActivityContext,因为ApplicationContext会随着应用程序的存在而存在,而不依赖于activity的生命周期;
2.对Context的引用不要超过它本身的生命周期,慎重的对Context使用“static”关键字。Context里如果有线程,一定要在onDestroy()里及时停掉。

example问题:

private static Drawable sBackground;
@Override
protected void onCreate(Bundle state) {  
    super.onCreate(state);
    TextView label = new TextView(this);
    label.setText("Leaks are bad");  
    if (sBackground == null) {
        sBackground = getDrawable(R.drawable.large_bitmap);
    }
    label.setBackgroundDrawable(sBackground);
    setContentView(label);
}

Solution解决:

private static Drawable sBackground;
@Override
protected void onCreate(Bundle state) {  
   super.onCreate(state);
   TextView label = new TextView(this);
   label.setText("Leaks are bad");  
   if (sBackground == null) {
       sBackground = getApplicationContext().getDrawable(R.drawable.large_bitmap);
   }
   label.setBackgroundDrawable(sBackground);
   setContentView(label);
}

case 4. Handler引起的内存泄漏
当Handler中有延迟的的任务或是等待执行的任务队列过长,由于消息持有对Handler的引用,而Handler又持有对其外部类的潜在引用,这条引用关系会一直保持到消息得到处理,而导致了Activity无法被垃圾回收器回收,而导致了内存泄露。

解决方案:

1.可以把Handler类放在单独的类文件中,或者使用静态内部类便可以避免泄露;
2.如果想在Handler内部去调用所在的Activity,那么可以在handler内部使用弱引用的方式去指向所在Activity.使用Static + WeakReference的方式来达到断开Handler与Activity之间存在引用关系的目的。

Solution解决:

@Override
protected void doOnDestroy() {        
    super.doOnDestroy();        
    if (mHandler != null) {
        mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
    }
    mHandler = null;
    mRenderCallback = null;
}

case 5. 注册监听器的泄漏
系统服务可以通过Context.getSystemService 获取,它们负责执行某些后台任务,或者为硬件访问提供接口。如果Context 对象想要在服务内部的事件发生时被通知,那就需要把自己注册到服务的监听器中。然而,这会让服务持有Activity 的引用,如果在Activity onDestory时没有释放掉引用就会内存泄漏。

解决方案:

1.使用ApplicationContext代替ActivityContext;
2.在Activity执行onDestory时,调用反注册;

mSensorManager = (SensorManager) this.getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);

Solution解决:

mSensorManager = (SensorManager) getApplicationContext().getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);

下面是容易造成内存泄漏的系统服务:

InputMethodManager imm = (InputMethodManager) context.getApplicationContext().getSystemService(Context.INPUT_METHOD_SERVICE);

Solution解决:

protected void onDetachedFromWindow() {        
    if (this.mActionShell != null) {
        this.mActionShell.setOnClickListener((OnAreaClickListener)null);
    }        
    if (this.mButtonShell != null) { 
        this.mButtonShell.setOnClickListener((OnAreaClickListener)null);
    }        
    if (this.mCountShell != this.mCountShell) {
        this.mCountShell.setOnClickListener((OnAreaClickListener)null);
    }        
    super.onDetachedFromWindow();
}

case 6. Cursor,Stream没有close,View没有recyle
资源性对象比如(Cursor,File文件等)往往都用了一些缓冲,我们在不使用的时候,应该及时关闭它们,以便它们的缓冲及时回收内存。它们的缓冲不仅存在于 java虚拟机内,还存在于java虚拟机外。如果我们仅仅是把它的引用设置为null,而不关闭它们,往往会造成内存泄漏。因为有些资源性对象,比如SQLiteCursor(在析构函数finalize(),如果我们没有关闭它,它自己会调close()关闭),如果我们没有关闭它,系统在回收它时也会关闭它,但是这样的效率太低了。因此对于资源性对象在不使用的时候,应该调用它的close()函数,将其关闭掉,然后才置为null. 在我们的程序退出时一定要确保我们的资源性对象已经关闭。

Solution解决:

  • 调用onRecycled()
@Override
public void onRecycled() {
    reset();
    mSinglePicArea.onRecycled();
}
  • 在View中调用reset()
public void reset() {
    if (mHasRecyled) {            
        return;
    }
...
    SubAreaShell.recycle(mActionBtnShell);
    mActionBtnShell = null;
...
    mIsDoingAvatartRedPocketAnim = false;        
    if (mAvatarArea != null) {
            mAvatarArea.reset();
    }        
    if (mNickNameArea != null) {
        mNickNameArea.reset();
    }
}

case 7. 集合中对象没清理造成的内存泄漏
我们通常把一些对象的引用加入到了集合容器(比如ArrayList)中,当我们不需要该对象时,并没有把它的引用从集合中清理掉,这样这个集合就会越来越大。如果这个集合是static的话,那情况就更严重了。
所以要在退出程序之前,将集合里的东西clear,然后置为null,再退出程序。

解决方案:

在Activity退出之前,将集合里的东西clear,然后置为null,再退出程序。

Solution解决:

private List<EmotionPanelInfo> data;    
public void onDestory() {        
    if (data != null) {
        data.clear();
        data = null;
    }
}

case 8. WebView造成的泄露
当我们不要使用WebView对象时,应该调用它的destory()函数来销毁它,并释放其占用的内存,否则其占用的内存长期也不能被回收,从而造成内存泄露。

解决方案:

为webView开启另外一个进程,通过AIDL与主线程进行通信,WebView所在的进程可以根据业务的需要选择合适的时机进行销毁,从而达到内存的完整释放。

case 9. 构造Adapter时,没有使用缓存的ConvertView

初始时ListView会从Adapter中根据当前的屏幕布局实例化一定数量的View对象,同时ListView会将这些View对象缓存起来。

当向上滚动ListView时,原先位于最上面的List Item的View对象会被回收,然后被用来构造新出现的最下面的List Item。

这个构造过程就是由getView()方法完成的,getView()的第二个形参View ConvertView就是被缓存起来的List Item的View对象(初始化时缓存中没有View对象则ConvertView是null)。

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