前言
- 在
Android中，記憶體洩露的現象十分常見；而記憶體洩露導致的後果會使得應用Crash - 本文 全面介紹了記憶體洩露的本質、原因 & 解決方案，最終提供一些常見的記憶體洩露分析工具，希望你們會喜歡。
目錄
1. 簡介
- 即
ML （Memory Leak） - 指 程式在申請記憶體後，當該記憶體不需再使用 但 卻無法被釋放 & 歸還給 程式的現象
2. 對應用程式的影響
- 容易使得應用程式發生記憶體溢位，即
OOM
記憶體溢位 簡介：
3. 發生記憶體洩露的本質原因
- 具體描述
- 特別注意
從機制上的角度來說，由於
Java存在垃圾回收機制（GC），理應不存在記憶體洩露；出現記憶體洩露的原因僅僅是外部人為原因 = 無意識地持有物件引用，使得 持有引用者的生命週期 > 被引用者的生命週期
4. 基礎知識：Java 管理記憶體的方式
Java的記憶體管理 = 物件 / 變數的記憶體分配 + 記憶體釋放
- 物件 / 變數的記憶體分配 由程式 負責
- 物件 / 變數的記憶體釋放 由
Java垃圾回收器（GC） / 幀棧 負責
下面，將詳細講解記憶體分配 & 記憶體釋放策略
4.1 記憶體分配策略
- 共有3種：靜態分配、棧式分配、 & 堆式分配，分別面向靜態變數、區域性變數 & 物件例項
- 具體介紹如下
注：用1個例項講解 記憶體分配
public class Sample {
// 該類的例項物件的成員變數s1、mSample1 & 指向物件存放在堆記憶體中
int s1 = 0;
Sample mSample1 = new Sample();
// 方法中的區域性變數s2、mSample2存放在 棧記憶體
// 變數mSample2所指向的物件例項存放在 堆記憶體
// 該例項的成員變數s1、mSample1也存放在棧中
public void method() {
int s2 = 0;
Sample mSample2 = new Sample();
}
}
// 變數mSample3所指向的物件例項存放在堆記憶體中
// 該例項的成員變數s1、mSample1也存放在堆記憶體中
Sample mSample3 = new Sample();
複製程式碼4.2 記憶體釋放策略
此處主要講解物件分配（即堆式分配）的記憶體釋放策略 = Java垃圾回收器（GC）
由於靜態分配不需釋放、棧式分配僅 通過幀棧自動出、入棧，較簡單，故不詳細描述
Java垃圾回收器（GC）的記憶體釋放 = 垃圾回收演算法，主要包括：
- 具體介紹如下
5. 常見的記憶體洩露原因 & 解決方案
5.1 集合類
-
記憶體洩露原因 集合類 新增元素後，仍引用著 集合元素物件，導致該集合元素物件不可被回收，從而 導致記憶體洩漏
-
例項演示
// 通過 迴圈申請Object 物件 & 將申請的物件逐個放入到集合List
List<Object> objectList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Object o = new Object();
objectList.add(o);
o = null;
}
// 雖釋放了集合元素引用的本身：o=null）
// 但集合List 仍然引用該物件，故垃圾回收器GC 依然不可回收該物件
複製程式碼- 解決方案 集合類 新增集合元素物件 後，在使用後必須從集合中刪除
由於1個集合中有許多元素，故最簡單的方法 = 清空集合物件 & 設定為
null
// 釋放objectList
objectList.clear();
objectList=null;
複製程式碼5.2 Static 關鍵字修飾的成員變數
-
儲備知識 被
Static關鍵字修飾的成員變數的生命週期 = 應用程式的生命週期 -
洩露原因 若使被
Static關鍵字修飾的成員變數 引用耗費資源過多的例項（如Context），則容易出現該成員變數的生命週期 > 引用例項生命週期的情況，當引用例項需結束生命週期銷燬時，會因靜態變數的持有而無法被回收，從而出現記憶體洩露 -
例項講解
public class ClassName {
// 定義1個靜態變數
private static Context mContext;
//...
// 引用的是Activity的context
mContext = context;
// 當Activity需銷燬時，由於mContext = 靜態 & 生命週期 = 應用程式的生命週期，故 Activity無法被回收，從而出現記憶體洩露
}
複製程式碼- 解決方案
- 儘量避免
Static成員變數引用資源耗費過多的例項（如Context）
若需引用
Context，則儘量使用Applicaiton的Context
- 使用 弱引用
（WeakReference）代替 強引用 持有例項
注：靜態成員變數有個非常典型的例子 = 單例模式
-
儲備知識 單例模式 由於其靜態特性，其生命週期的長度 = 應用程式的生命週期
-
洩露原因 若1個物件已不需再使用 而單例物件還持有該物件的引用，那麼該物件將不能被正常回收 從而 導致記憶體洩漏
-
例項演示
// 建立單例時，需傳入一個Context
// 若傳入的是Activity的Context，此時單例 則持有該Activity的引用
// 由於單例一直持有該Activity的引用（直到整個應用生命週期結束），即使該Activity退出，該Activity的記憶體也不會被回收
// 特別是一些龐大的Activity，此處非常容易導致OOM
public class SingleInstanceClass {
private static SingleInstanceClass instance;
private Context mContext;
private SingleInstanceClass(Context context) {
this.mContext = context; // 傳遞的是Activity的context
}
public SingleInstanceClass getInstance(Context context) {
if (instance == null) {
instance = new SingleInstanceClass(context);
}
return instance;
}
}
複製程式碼- 解決方案 單例模式引用的物件的生命週期 = 應用的生命週期
如上述例項，應傳遞
Application的Context，因Application的生命週期 = 整個應用的生命週期
public class SingleInstanceClass {
private static SingleInstanceClass instance;
private Context mContext;
private SingleInstanceClass(Context context) {
this.mContext = context.getApplicationContext(); // 傳遞的是Application 的context
}
public SingleInstanceClass getInstance(Context context) {
if (instance == null) {
instance = new SingleInstanceClass(context);
}
return instance;
}
}
複製程式碼5.3 非靜態內部類 / 匿名類
- 儲備知識 非靜態內部類 / 匿名類 預設持有 外部類的引用；而靜態內部類則不會
- 常見情況
3種，分別是：非靜態內部類的例項 = 靜態、多執行緒、訊息傳遞機制（
Handler）
5.3.1 非靜態內部類的例項 = 靜態
- 洩露原因 若 非靜態內部類所建立的例項 = 靜態（其生命週期 = 應用的生命週期），會因 非靜態內部類預設持有外部類的引用 而導致外部類無法釋放，最終 造成記憶體洩露
即 外部類中 持有 非靜態內部類的靜態物件
- 例項演示
// 背景：
a. 在啟動頻繁的Activity中，為了避免重複建立相同的資料資源，會在Activity內部建立一個非靜態內部類的單例
b. 每次啟動Activity時都會使用該單例的資料
public class TestActivity extends AppCompatActivity {
// 非靜態內部類的例項的引用
// 注：設定為靜態
public static InnerClass innerClass = null;
@Override
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// 保證非靜態內部類的例項只有1個
if (innerClass == null)
innerClass = new InnerClass();
}
// 非靜態內部類的定義
private class InnerClass {
//...
}
}
// 造成記憶體洩露的原因：
// a. 當TestActivity銷燬時，因非靜態內部類單例的引用（innerClass）的生命週期 = 應用App的生命週期、持有外部類TestActivity的引用
// b. 故 TestActivity無法被GC回收，從而導致記憶體洩漏
複製程式碼- 解決方案
- 將非靜態內部類設定為：靜態內部類（靜態內部類預設不持有外部類的引用）
- 該內部類抽取出來封裝成一個單例
- 儘量 避免 非靜態內部類所建立的例項 = 靜態
若需使用
Context，建議使用Application的Context
5.3.2 多執行緒：AsyncTask、實現Runnable介面、繼承Thread類
- 儲備知識 多執行緒的使用方法 = 非靜態內部類 / 匿名類；即 執行緒類 屬於 非靜態內部類 / 匿名類
- 洩露原因 當 工作執行緒正在處理任務 & 外部類需銷燬時， 由於 工作執行緒例項 持有外部類引用，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
- 多執行緒主要使用的是：
AsyncTask、實現Runnable介面 & 繼承Thread類- 前3者記憶體洩露的原理相同，此處主要以繼承
Thread類 為例說明
- 例項演示
/**
* 方式1：新建Thread子類（內部類）
*/
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
public static final String TAG = "carson：";
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
// 通過建立的內部類 實現多執行緒
new MyThread().start();
}
// 自定義的Thread子類
private class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
Log.d(TAG, "執行了多執行緒");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
/**
* 方式2：匿名Thread內部類
*/
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
public static final String TAG = "carson：";
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
// 通過匿名內部類 實現多執行緒
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
Log.d(TAG, "執行了多執行緒");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
}
}
/**
* 分析：記憶體洩露原因
*/
// 工作執行緒Thread類屬於非靜態內部類 / 匿名內部類，執行時預設持有外部類的引用
// 當工作執行緒執行時，若外部類MainActivity需銷燬
// 由於此時工作執行緒類例項持有外部類的引用，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
複製程式碼- 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：
- 存在 ”工作執行緒例項 持有外部類引用“ 的引用關係
- 工作執行緒例項的生命週期 > 外部類的生命週期，即工作執行緒仍在執行 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。
// 共有2個解決方案：靜態內部類 & 當外部類結束生命週期時，強制結束執行緒
// 具體描述如下
/**
* 解決方式1：靜態內部類
* 原理：靜態內部類 不預設持有外部類的引用，從而使得 “工作執行緒例項 持有 外部類引用” 的引用關係 不復存在
* 具體實現：將Thread的子類設定成 靜態內部類
*/
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
public static final String TAG = "carson：";
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
// 通過建立的內部類 實現多執行緒
new MyThread().start();
}
// 分析1：自定義Thread子類
// 設定為：靜態內部類
private static class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
Log.d(TAG, "執行了多執行緒");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
/**
* 解決方案2：當外部類結束生命週期時，強制結束執行緒
* 原理：使得 工作執行緒例項的生命週期 與 外部類的生命週期 同步
* 具體實現：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（）），強制結束執行緒（呼叫stop（））
*/
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
Thread.stop();
// 外部類Activity生命週期結束時，強制結束執行緒
}
複製程式碼5.3.3 訊息傳遞機制：Handler
具體請看文章：Android 記憶體洩露：詳解 Handler 記憶體洩露的原因
5.4 資源物件使用後未關閉
-
洩露原因 對於資源的使用（如 廣播
BraodcastReceiver、檔案流File、資料庫遊標Cursor、圖片資源Bitmap等），若在Activity銷燬時無及時關閉 / 登出這些資源，則這些資源將不會被回收，從而造成記憶體洩漏 -
解決方案 在
Activity銷燬時 及時關閉 / 登出資源
// 對於 廣播BraodcastReceiver：登出註冊
unregisterReceiver()
// 對於 檔案流File：關閉流
InputStream / OutputStream.close()
// 對於資料庫遊標cursor：使用後關閉遊標
cursor.close（）
// 對於 圖片資源Bitmap：Android分配給圖片的記憶體只有8M，若1個Bitmap物件佔記憶體較多，當它不再被使用時，應呼叫recycle()回收此物件的畫素所佔用的記憶體；最後再賦為null
Bitmap.recycle()；
Bitmap = null;
複製程式碼5.5 其他使用
- 除了上述4種常見情況，還有一些日常的使用會導致記憶體洩露
- 主要包括：
Context、WebView、Adapter，具體介紹如下
5.6 總結
下面，我將用一張圖總結Android中記憶體洩露的原因 & 解決方案
6. 記憶體洩露的分析工具
- 哪怕完全瞭解 記憶體洩露的原因，但難免還是會出現記憶體洩露的現象
- 下面將簡單介紹記憶體洩露的分析工具
6.1 具體工具
Android Studio的MonitorEclipse的MAT(Memory Analysis Tools)：www.eclipse.org/mat/YourKit：www.yourkit.com/
6.2 Android 開源庫
LeakCanary（square出品）BlockCanary
a. 具體介紹：github.com/square/leak… b. 具體使用：www.liaohuqiu.net/cn/posts/le…
7. 總結
-
本文 全面介紹了記憶體洩露的本質、原因 & 解決方案，希望大家在開發時儘量避免出現記憶體洩露
-
下一篇文章我將對講解
Android效能優化的相關知識，有興趣可以繼續關注Carson_Ho的安卓開發筆記