Android 性能优化之 内存泄漏

简介

内存泄露，即 Memory Leak，指程序中不再使用到的对象因某种原因从而无法被 GC 正常回收。发生内存泄露，会导致一些不再使用到的对象没有及时释放，这些对象占用了宝贵的内存空间，很容易导致后续需要分配内存的时候，内存空间不足而出现 OOM（内存溢出）。无用对象占据的内存空间越多，那么可用的空闲空间也就越少，GC 就会更容易被触发，GC 进行时会停止其他线程的工作，因此有可能会造成界面卡顿等情况。

常见的内存泄露原因 & 解决方案

1. 静态变量内存泄露

说明：静态变量的生命周期跟整个程序的生命周期一致。只要静态变量没有被销毁也没有置null，其对象就一直被保持引用，也就不会被垃圾回收,从而出现内存泄露。
像static Context这种，lint直接就报警告了，所以建议就别使用了，如下图:

例子：

public class MainActivity extends Activity {
    public static Test sTest;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        sTest = new Test(this);
    }
}
//外部Test类
public class Test {
    Test(Context context) {

    }
}

sTest 作为静态变量，并且持有 Activity 的引用，sTest 的生命周期肯定比 Activity 长。因此当 Activity 退出后，由于 Activity 仍然被 sTest 引用到，所以 Activity 就不能被回收，造成了内存泄露。

Activity 这种占用内存非常多的对象，内存泄露的话影响非常大。

解决方案：

• 针对静态变量
  在不用静态变量时置为空，如：

sTest = null;

• 针对Context
  如果用到 Context，尽量去使用 Applicaiton 的 Context，避免直接传递 Activity，比如：

sTest = new Test(getApplicationContext());

• 针对Activity
  若一定要使用Activity，建议使用弱引用或者软引入来代替强引用。如下：

//弱引用
WeakReference<Activity> weakReference = new WeakReference<Activity>(this);
Activity activity = weakReference.get();

//软引用
SoftReference<Activity> softReference=new SoftReference<Activity>(this);
Activity activity1 = softReference.get();

**注意：**单例模式其生命周期跟应用一样，所以使用单例模式时传入的参数需要注意一下，避免传入 Activity 等对象造成内存泄露。

2. 非静态内部类（匿名类）内存泄露

说明：非静态内部类 （匿名类）默认就持有外部类的引用，当非静态内部类（匿名类）对象的生命周期比外部类对象的生命周期长时，就会导致内存泄露。

2.1 Handler内存泄露
一般我们都是使用内部类来实现 Handler，然后lint就直接飘黄警告了,如下：

这里会涉及到 Handler 的原理，如果还不懂Handler原理的话，建议先去看下。

如果 Handler 中有延迟的任务或者是等待执行的任务队列过长，都有可能因为 Handler 继续执行而导致 Activity 发生泄漏。

1.首先，非静态的Handler类会默认持有外部类的引用，包含Activity等。
2.然后，还未处理完的消息（Message）中会持有Handler的引用。
3.还未处理完的消息会处于消息队列中，即消息队列MessageQueue会持有Message的引用。
4.消息队列MessageQueue位于Looper中，Looper的生命周期跟应用一致。

因此，此时的引用关系链是Looper -> MessageQueue -> Message -> Handler -> Activity。所以，这时退出Activity的话，由于存在上述的引用关系，垃圾回收器将无法回收Activity，从而造成内存泄漏。

解决方法：

• 静态内部类+弱引用
  静态内部类默认不持有外部类的引用,所以改成静态内部类即可。同时，这里采用弱引用来持有Activity的引用。

private static class MyHalder extends Handler {

        private WeakReference<Activity> mWeakReference;

        public MyHalder(Activity activity) {
            mWeakReference = new WeakReference<Activity>(activity);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            //...
        }
    }

• Activity 退出时，移除所有消息
  移除消息后，Handler 将会跟 Activity 生命周期同步。

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

2.2 多线程引起的内存泄露
我们一般使用匿名类等来启动一个线程，如下：

 new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {

            }
        }).start();

同样，匿名 Thread 类里持有了外部类的引用。当 Activity 退出时，Thread 有可能还在后台执行，这时就会发生了内存泄露。

解决方法：

• 静态内部类
  静态内部类不持有外部类的引用，如下：

	private static class MyThread extends Thread{
        //...  
    }

• Activity 退出时，结束线程
  同样，这里也是让线程的生命周期跟 Activity 一致。

其他非静态内部类（匿名类），都可以按照这个套路来：一个是改成静态内部类，另外一个就是内部类的生命周期不要超过外部类。

3. 集合类内存泄露

说明：集合类添加元素后，将会持有元素对象的引用，导致该元素对象不能被垃圾回收，从而发生内存泄漏。

例子:

List<Object> objectList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Object o = new Object();
            objectList.add(o);
            o = null;
        }

虽然 o 已经被置空了，但是集合里还是持有 Object 的引用。

解决方法：

• 清空集合对象
  如下：

	objectList.clear();
    objectList=null;

4. 未关闭资源对象内存泄露

说明：一些资源对象需要在不再使用的时候主动去关闭或者注销掉，否则的话，他们不会被垃圾回收，从而造成内存泄露。

常见的需要主动关闭的资源对象：
1.注销广播
如果广播在Activity销毁后不取消注册，那么这个广播会一直存在系统中，由于广播持有了Activity的引用，因此会导致内存泄露。

unregisterReceiver(receiver);

2.关闭输入输出流等
在使用IO、File流等资源时要及时关闭。这些资源在进行读写操作时通常都使用了缓冲，如果不及时关闭，这些缓冲对象就会一直被占用而得不到释放，以致发生内存泄露。因此我们在不需要使用它们的时候就应该及时关闭，以便缓冲能得到释放，从而避免内存泄露。

	InputStream.close();
    OutputStream.close();

3.回收Bitmap
Bitmap对象比较占内存，当它不再被使用的时候，最好调用Bitmap.recycle()方法主动进行回收。

 	Bitmap.recycle()；
    Bitmap = null;

4.停止动画
属性动画中有一类无限动画，如果Activity退出时不停止动画的话，动画会一直执行下去。因为动画会持有View的引用，View又持有Activity,最终Activity就不能给回收掉。只要我们在Activity退出把动画停掉即可。

    animation.cancel();

5.销毁 WebView
WebView在加载网页后会长期占用内存而不能被释放，因此我们在Activity销毁后要调用它的destory()方法来销毁它以释放内存。此外，WebView在Android 5.1上也会出现其他的内存泄露。具体可以看下这篇文章：WebView内存泄漏解决方法。
所以，要防止WebView内存泄露还是比较复杂的。代码如下：

@Override
protected void onDestroy() {
    if( mWebView!=null) {
        ViewParent parent = mWebView.getParent();
        if (parent != null) {
            ((ViewGroup) parent).removeView(mWebView);
        }

        mWebView.stopLoading();
        // 退出时调用此方法，移除绑定的服务，否则某些特定系统会报错
        mWebView.getSettings().setJavaScriptEnabled(false);
        mWebView.clearHistory();
        mWebView.clearView();
        mWebView.removeAllViews();
        mWebView.destroy();

    }
    super.on Destroy();
}

所以，总的来说，该关的对象一律都主动去关掉，留着也没啥用。

检测工具

1. Lint

Lint 是一个静态代码分析工具，同样也可以用来检测部分会出现内存泄露的代码，平时写码注意 Lint 飘出来的各种黄色警告即可。

2. MAT(Memory Analysis Tools)

一个Eclipse的Java Heap内存分析工具,使用Android Studio进行开发的需要另外单独下载它。关于MAT的使用，可以查看《Android开发艺术探索》上面的介绍，也可以网上查看相关资料。这里就不细说了。
MAT使用攻略

3. Leakcanary

leakcanary是square开源的一个库，能够自动检测发现内存泄露，其使用也很简单：
在build.gradle中添加依赖：

dependencies {
  debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.6.1'
  releaseImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.6.1'

  //可选项，如果使用了support包中的fragments
  debugImplementation 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-support-fragment:1.6.1'
}

如果遇到下面这个问题：
Failed to resolve: com.squareup.leakcanary:leakcanary-android

根目录下的build.gradle添加mavenCentral()即可，如下：

allprojects {
    repositories {
        google()
        jcenter()
        mavenCentral()
    }
}

然后在自定义的Application中调用以下代码就可以了。

public class MyApplication extends Application {
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        if (LeakCanary.isInAnalyzerProcess(this)) {
            return;
        }
        LeakCanary.install(this);

        //正常初始化代码
    }
}

LeakCanary 使用攻略

4. Memory Profiler

Memory Profiler 是 Android Profiler 中的一个组件，可以帮助你分析应用卡顿，崩溃和内存泄露等等问题。

打开 Memory Profiler后即可看到一个类似下图的视图。

上面的红色数字含义如下：

1.用于强制执行垃圾回收事件的按钮。
2.用于捕获堆转储的按钮。
3.用于记录内存分配情况的按钮。 此按钮仅在连接至运行 Android 7.1 或更低版本的设备时才会显示。
4.用于放大/缩小/还原时间线的按钮。
5.用于跳转至实时内存数据的按钮。
6.Event 时间线，其显示 Activity 状态、用户输入 Event 和屏幕旋转 Event。
7.内存使用量时间线，其包含以下内容：

a.一个显示每个内存类别使用多少内存的堆叠图表，如左侧的 y 轴以及顶部的彩色键所示。

b.虚线表示分配的对象数，如右侧的 y 轴所示。

c.用于表示每个垃圾回收事件的图标。

如何使用 Memory Profiler 分析内存泄露呢？按以下步骤来即可：
1.使用 Memory Profiler 监听要分析的应用进程
2.旋转几次要分析的 Activity。（这是因为旋转 Activity 后会重新创建）
3.点击捕获堆转储按钮去捕获堆转储
4.在捕获结果中搜索要分析的类。（这里是 MainActivity）
5.点击要分析的类，右边会显示这个类创建对象的数量。

如下图所示：

可以看到，这里创建了多个MainActivity，毫无疑问，这里内存泄露了。
关于Memory Profiler的更多使用细节，可以查看官方文档：使用 Memory Profiler 查看 Java 堆和内存分配。

使用Memory Profiler分析内存的技巧：

使用 Memory Profiler 时，您应对应用代码施加压力并尝试强制内存泄漏。 在应用中引发内存泄漏的一种方式是，先让其运行一段时间，然后再检查堆。泄漏在堆中可能逐渐汇聚到分配顶部。 不过，泄漏越小，您越需要运行更长时间的应用才能看到泄漏。

您还可以通过以下方式之一触发内存泄漏：

将设备从纵向旋转为横向，然后在不同的 Activity 状态下反复操作多次。 旋转设备经常会导致应用泄漏 Activity、Context 或 View 对象，因为系统会重新创建Activity，而如果您的应用在其他地方保持对这些对象之一的引用，系统将无法对其进行垃圾回收。

处于不同的 Activity 状态时，在您的应用与另一个应用之间切换（导航到主屏幕，然后返回到您的应用）。