android Handler導致的記憶體洩露

MD-劉傳政-總部-工程師3發表於2019-03-03
android Handler導致的記憶體洩露

1. 問題描述

  • Handler的一般用法 = 新建Handler子類(內部類) 、匿名Handler內部類
   /** 
     * 方式1:新建Handler子類(內部類)
     */  
    public class MainActivity extends AppCompatActivity {

            public static final String TAG = "carson:";
            private Handler showhandler;

            // 主執行緒建立時便自動建立Looper & 對應的MessageQueue
            // 之後執行Loop()進入訊息迴圈
            @Override
            protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
                super.onCreate(savedInstanceState);
                setContentView(R.layout.activity_main);

                //1. 例項化自定義的Handler類物件->>分析1
                //注:此處並無指定Looper,故自動繫結當前執行緒(主執行緒)的Looper、MessageQueue
                showhandler = new FHandler();

                // 2. 啟動子執行緒1
                new Thread() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            Thread.sleep(1000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        // a. 定義要傳送的訊息
                        Message msg = Message.obtain();
                        msg.what = 1;// 訊息標識
                        msg.obj = "AA";// 訊息存放
                        // b. 傳入主執行緒的Handler & 向其MessageQueue傳送訊息
                        showhandler.sendMessage(msg);
                    }
                }.start();

                // 3. 啟動子執行緒2
                new Thread() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            Thread.sleep(5000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        // a. 定義要傳送的訊息
                        Message msg = Message.obtain();
                        msg.what = 2;// 訊息標識
                        msg.obj = "BB";// 訊息存放
                        // b. 傳入主執行緒的Handler & 向其MessageQueue傳送訊息
                        showhandler.sendMessage(msg);
                    }
                }.start();

            }

            // 分析1:自定義Handler子類
            class FHandler extends Handler {

                // 通過複寫handlerMessage() 從而確定更新UI的操作
                @Override
                public void handleMessage(Message msg) {
                    switch (msg.what) {
                        case 1:
                            Log.d(TAG, "收到執行緒1的訊息");
                            break;
                        case 2:
                            Log.d(TAG, " 收到執行緒2的訊息");
                            break;


                    }
                }
            }
        }

   /** 
     * 方式2:匿名Handler內部類
     */ 
     public class MainActivity extends AppCompatActivity {

        public static final String TAG = "carson:";
        private Handler showhandler;

        // 主執行緒建立時便自動建立Looper & 對應的MessageQueue
        // 之後執行Loop()進入訊息迴圈
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);

            //1. 通過匿名內部類例項化的Handler類物件
            //注:此處並無指定Looper,故自動繫結當前執行緒(主執行緒)的Looper、MessageQueue
            showhandler = new  Handler(){
                // 通過複寫handlerMessage()從而確定更新UI的操作
                @Override
                public void handleMessage(Message msg) {
                        switch (msg.what) {
                            case 1:
                                Log.d(TAG, "收到執行緒1的訊息");
                                break;
                            case 2:
                                Log.d(TAG, " 收到執行緒2的訊息");
                                break;
                        }
                    }
            };

            // 2. 啟動子執行緒1
            new Thread() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    // a. 定義要傳送的訊息
                    Message msg = Message.obtain();
                    msg.what = 1;// 訊息標識
                    msg.obj = "AA";// 訊息存放
                    // b. 傳入主執行緒的Handler & 向其MessageQueue傳送訊息
                    showhandler.sendMessage(msg);
                }
            }.start();

            // 3. 啟動子執行緒2
            new Thread() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(5000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    // a. 定義要傳送的訊息
                    Message msg = Message.obtain();
                    msg.what = 2;// 訊息標識
                    msg.obj = "BB";// 訊息存放
                    // b. 傳入主執行緒的Handler & 向其MessageQueue傳送訊息
                    showhandler.sendMessage(msg);
                }
            }.start();

        }
}
複製程式碼
  • 測試結果

    android Handler導致的記憶體洩露
    示意圖
  • 上述例子雖可執行成功,但程式碼會出現嚴重警告:
  1. 警告的原因 = 該Handler類由於無設定為 靜態類,從而導致了記憶體洩露
  2. 最終的記憶體洩露發生在Handler類的外部類:MainActivity
android Handler導致的記憶體洩露
示意圖

那麼,該Handler在無設定為靜態類時,為什麼會造成記憶體洩露呢?

2. 原因講解

2.1 儲備知識

  • 主執行緒的Looper物件的生命週期 = 該應用程式的生命週期
  • Java中,非靜態內部類 & 匿名內部類都預設持有 外部類的引用

2.2 洩露原因描述

從上述示例程式碼可知:

  • 上述的Handler例項的訊息佇列有2個分別來自執行緒1、2的訊息(分別 為延遲1s6s
  • Handler訊息佇列 還有未處理的訊息 / 正在處理訊息時,訊息佇列中的Message持有Handler例項的引用
  • 由於Handler = 非靜態內部類 / 匿名內部類(2種使用方式),故又預設持有外部類的引用(即MainActivity例項),引用關係如下圖

上述的引用關係會一直保持,直到Handler訊息佇列中的所有訊息被處理完畢

android Handler導致的記憶體洩露
示意圖
  • Handler訊息佇列 還有未處理的訊息 / 正在處理訊息時,此時若需銷燬外部類MainActivity,但由於上述引用關係,垃圾回收器(GC)無法回收MainActivity,從而造成記憶體洩漏。如下圖:
android Handler導致的記憶體洩露
示意圖

2.3 總結

  • Handler訊息佇列 還有未處理的訊息 / 正在處理訊息時,存在引用關係: “未被處理 / 正處理的訊息 -> Handler例項 -> 外部類”
  • 若出現 Handler的生命週期 > 外部類的生命週期 時(Handler訊息佇列 還有未處理的訊息 / 正在處理訊息 而 外部類需銷燬時),將使得外部類無法被垃圾回收器(GC)回收,從而造成 記憶體洩露

3. 解決方案

從上面可看出,造成記憶體洩露的原因有2個關鍵條件:

  1. 存在“未被處理 / 正處理的訊息 -> Handler例項 -> 外部類” 的引用關係
  2. Handler的生命週期 > 外部類的生命週期

Handler訊息佇列 還有未處理的訊息 / 正在處理訊息 而 外部類需銷燬

解決方案的思路 = 使得上述任1條件不成立 即可。

解決方案1:靜態內部類+弱引用

  • 原理
    靜態內部類 不預設持有外部類的引用,從而使得 “未被處理 / 正處理的訊息 -> Handler例項 -> 外部類” 的引用關係 的引用關係 不復存在。

  • 具體方案
    Handler的子類設定成 靜態內部類

  • 同時,還可加上 使用WeakReference弱引用持有Activity例項
  • 原因:弱引用的物件擁有短暫的生命週期。在垃圾回收器執行緒掃描時,一旦發現了只具有弱引用的物件,不管當前記憶體空間足夠與否,都會回收它的記憶體
  • 解決程式碼
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    public static final String TAG = "carson:";
    private Handler showhandler;

    // 主執行緒建立時便自動建立Looper & 對應的MessageQueue
    // 之後執行Loop()進入訊息迴圈
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        //1. 例項化自定義的Handler類物件->>分析1
        //注:
            // a. 此處並無指定Looper,故自動繫結當前執行緒(主執行緒)的Looper、MessageQueue;
            // b. 定義時需傳入持有的Activity例項(弱引用)
        showhandler = new FHandler(this);

        // 2. 啟動子執行緒1
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // a. 定義要傳送的訊息
                Message msg = Message.obtain();
                msg.what = 1;// 訊息標識
                msg.obj = "AA";// 訊息存放
                // b. 傳入主執行緒的Handler & 向其MessageQueue傳送訊息
                showhandler.sendMessage(msg);
            }
        }.start();

        // 3. 啟動子執行緒2
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // a. 定義要傳送的訊息
                Message msg = Message.obtain();
                msg.what = 2;// 訊息標識
                msg.obj = "BB";// 訊息存放
                // b. 傳入主執行緒的Handler & 向其MessageQueue傳送訊息
                showhandler.sendMessage(msg);
            }
        }.start();

    }

    // 分析1:自定義Handler子類
    // 設定為:靜態內部類
    private static class FHandler extends Handler{

        // 定義 弱引用例項
        private WeakReference<Activity> reference;

        // 在構造方法中傳入需持有的Activity例項
        public FHandler(Activity activity) {
            // 使用WeakReference弱引用持有Activity例項
            reference = new WeakReference<Activity>(activity); }

        // 通過複寫handlerMessage() 從而確定更新UI的操作
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case 1:
                    Log.d(TAG, "收到執行緒1的訊息");
                    break;
                case 2:
                    Log.d(TAG, " 收到執行緒2的訊息");
                    break;


            }
        }
    }
}
複製程式碼

解決方案2:當外部類結束生命週期時,清空Handler內訊息佇列

  • 原理
    不僅使得 “未被處理 / 正處理的訊息 -> Handler例項 -> 外部類” 的引用關係 不復存在,同時 使得 Handler的生命週期(即 訊息存在的時期) 與 外部類的生命週期 同步

  • 具體方案
    當 外部類(此處以Activity為例) 結束生命週期時(此時系統會呼叫onDestroy()),清除 Handler訊息佇列裡的所有訊息(呼叫removeCallbacksAndMessages(null)

  • 具體程式碼

@Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
        // 外部類Activity生命週期結束時,同時清空訊息佇列 & 結束Handler生命週期
    }
複製程式碼

使用建議

為了保證Handler中訊息佇列中的所有訊息都能被執行,此處推薦使用解決方案1解決記憶體洩露問題,即 靜態內部類 + 弱引用的方式

4. 總結

  • 本文主要講解了 Handler 造成 記憶體洩露的相關知識:原理 & 解決方案
  • 實際中我們使用rxjava更方便.

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