Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法

xiaoyanger發表於2017-04-25
Android優化記憶體洩露

上一篇文章總結了一些常見的記憶體洩露場景及優化方案，這篇文章繼續總結記憶體洩露的一些常用的檢測和分析方法。

Lint程式碼檢查

AndroidStudio自動Lint程式碼檢查工具，一些常見的程式碼警告Lint工具都會給我們提示。使用也比較簡單：

Analyze —> Inspect Code 然後選擇檢查範圍：

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
Lint使用-1

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
Lint使用-2

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
Lint使用-3

比如如果存在非靜態內部類的Handler，可能會導致記憶體洩露，檢查結果就會顯示在AndroidStudio的控制檯。

其實，只要我們在設定裡面勾選了Lint程式碼檢查（AnroidStudio預設是勾選了的），在寫程式碼的時候就會自動提示可能發生記憶體洩露。

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
Lint檢查程式碼記憶體洩露

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
Lint提示記憶體洩露

通常在寫Handler、靜態欄位、標記物件等可能存在的記憶體洩露時，Lint檢查工具都會有一個警告提示資訊，我們可以根據Lint檢查的提示資訊來避免這些有可能發生的記憶體洩露。

Android Monitor

在AndroidStudio中，可以通過Monitors來監控Memory、CPU、Network、GPU等。在Monitors監控中，我們可以獲取記憶體的各種資訊來分析記憶體洩露。

首先執行工程後，開啟控制檯的Android Monitor：

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
Android Monitor

在執行裝置中使用app（各個頁面的跳轉，使用相應的各種功能），就可以看到記憶體使用的不斷變化：

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
記憶體使用變化

淡藍色和淺灰色區域就是記憶體分配的變化過程，淺灰色表示空閒記憶體，淡藍色表示使用記憶體。

通常，我們在開啟一個新的頁面後，使用的記憶體就會增加，相應的，關閉一個頁面後，系統執行了GC，使用的記憶體應該下降。如果我們在退出介面並執行GC後，記憶體使用並未下降明顯，或者使用記憶體沒有下降初始的使用大小，那麼有可能就發生了記憶體洩露。

執行工程，在裝置上操作app，觀察Monitor中記憶體的變化，點選 initiate GC 觸發GC，然後點選Dump Java Heap轉出堆資訊，稍等片刻，生成hprof檔案，生成後會在Studio中自動開啟。

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
hprof檔案

點選右側的Analyzer Tasks，再點選Perform Analyzer，展開下面分析結果
中的 Leaked Activities 就可以看到發生記憶體洩露的Activity了。

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
Monitor記憶體洩露分析

可以根據左側的引用樹，來查詢持有Activity引用的位置，從而判斷出哪個地方導致了記憶體洩露。

Mat

使用第三方的Mat工具來分析記憶體洩露，需要在官網下載獨立版的Mat。

將Android Monitor生成的hprof檔案匯出為標準的hprof檔案（必須這樣匯出，直接copy出來會報錯的）：

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
匯出hprof檔案

使用Mat開啟匯出的hprof檔案：

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
Mat開啟hprof檔案

點選Histogram（直方圖），可以看到類對應的例項數量的統計。

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
直方圖

在Class Name下面輸入需要匹配的類名，根據類來檢視它的例項的引用，進而分析是否存在記憶體洩露。

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
類的例項

可以看到TestActivity和MyHandler都只有一個例項被引用。

TestActivity點選右鍵—>Merge Shortest Paths to GC Roots —>exclude all phantom/weak/soft etc.references。

Merge Shortest Paths to GC Roots 可以檢視一個物件到RC Roots是否存在引用鏈相連線， 在JAVA中是通過可達性（Reachability Analysis)來判斷物件是否存活，這個演算法的基本思想是通過一系列的稱謂"GC Roots"的物件作為起始點，從這些節點開始向下搜尋，搜尋所走得路徑稱為引用鏈，當一個物件到GC Roots沒有任何引用鏈相連則該物件被判定為可以被回收的物件，反之不能被回收，我們可以選擇 exclude all phantom/weak/soft etc.references(排查虛引用/弱引用/軟引用等）因為被虛引用/弱引用/軟引用的物件可以直接被GC給回收。

參考自Android 效能優化之使用MAT分析記憶體洩露問題。

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
TestActivity例項 RC Roots引用鏈

可以看到TestActivity例項存在GC Roots鏈，TextActivity例項被mMessageQueue.mMessae.target.this$0持有，那麼發生了記憶體洩露，我們可以根據引用鏈來在程式碼中找到記憶體洩露的位置。

LeakCanary

LeakCanary是square開源的檢測記憶體洩露的第三方庫。它最大的有點就是開發者只需要新增簡單程式碼，app在執行時如果發生了記憶體洩露，就會很直觀的將記憶體洩露的詳細資訊展示在通知欄上，這樣避免了Android Monitor或者Mat等工具的繁瑣的分析過程。

專案地址：github.com/square/leak…

在Gradle檔案中新增依賴：

 dependencies {
   debugCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android:1.5'
   releaseCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.5'
   testCompile 'com.squareup.leakcanary:leakcanary-android-no-op:1.5'
 }複製程式碼

在入口的Application中進行初始化：

public class App extends Application {

    // 模擬記憶體洩露場景
    public static ArrayList<Activity> sActivities = new ArrayList<>();

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        if (LeakCanary.isInAnalyzerProcess(this)) {
            // This process is dedicated to LeakCanary for heap analysis.
            // You should not init your app in this process.
            return;
        }
        LeakCanary.install(this);
        // Normal app init code...
    }
}複製程式碼

在Application中新建一個靜態List，裡面儲存Activity，來模擬記憶體洩露案例：

public class TestActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_test);
        App.sActivities.add(this);
    }

    public void back(View view) {
        finish();
    }
}複製程式碼

執行app後，在控制檯可以看到LeakCanary的日誌：

04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: In com.xiao.memoryleakexample:1.0:1.
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * com.xiao.memoryleakexample.TestActivity has leaked:
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * GC ROOT static com.xiao.memoryleakexample.app.App.sActivities
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * references java.util.ArrayList.array
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * references array java.lang.Object[].[0]
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * leaks com.xiao.memoryleakexample.TestActivity instance
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * Retaining: 88 KB.
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * Reference Key: 915bf11a-db9f-468e-8064-d6fb103710e9
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * Device: OPPO OPPO OPPO R9 Plusm A R9PlusmA
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * Android Version: 5.1.1 API: 22 LeakCanary: 1.5 00f37f5
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * Durations: watch=5049ms, gc=207ms, heap dump=979ms, analysis=122889ms
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * Details:
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * Class com.xiao.memoryleakexample.app.App
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   static $staticOverhead = byte[24]@314667009 (0x12c17001)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   static sActivities = java.util.ArrayList@315492800 (0x12ce09c0)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   static serialVersionUID = -920324649544707127
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   static $change = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * Instance of java.util.ArrayList
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   static $staticOverhead = byte[16]@1893824473 (0x70e177d9)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   static MIN_CAPACITY_INCREMENT = 12
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   static serialVersionUID = 8683452581122892189
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   array = java.lang.Object[12]@318048768 (0x12f50a00)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   size = 1
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   modCount = 1
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * Array of java.lang.Object[]
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   [0] = com.xiao.memoryleakexample.TestActivity@316091520 (0x12d72c80)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   [1] = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   [2] = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   [3] = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   [4] = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   [5] = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   [6] = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   [7] = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   [8] = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   [9] = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   [10] = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   [11] = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: * Instance of com.xiao.memoryleakexample.TestActivity
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   static $staticOverhead = byte[16]@316125185 (0x12d7b001)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   static serialVersionUID = 836998863274086997
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   static $change = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mHandler = com.xiao.memoryleakexample.TestActivity$MyHandler@318005952 (0x12f462c0)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mDelegate = android.support.v7.app.AppCompatDelegateImplV14@314816320 (0x12c3b740)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mEatKeyUpEvent = false
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mResources = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mThemeId = 2131230884
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mCreated = true
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mFragments = android.support.v4.app.FragmentController@317876896 (0x12f26aa0)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mHandler = android.support.v4.app.FragmentActivity$1@318005920 (0x12f462a0)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mNextCandidateRequestIndex = 0
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mOptionsMenuInvalidated = false
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mPendingFragmentActivityResults = android.support.v4.util.SparseArrayCompat@318008352 (0x12f46c20)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mReallyStopped = true
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mRequestedPermissionsFromFragment = false
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mResumed = false
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mRetaining = false
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mStopped = true
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mStartedActivityFromFragment = false
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mStartedIntentSenderFromFragment = false
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mExtraDataMap = android.support.v4.util.SimpleArrayMap@318005888 (0x12f46280)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mActionBar = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mActivityInfo = android.content.pm.ActivityInfo@318009472 (0x12f47080)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mActivityTransitionState = android.app.ActivityTransitionState@317937344 (0x12f356c0)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mAllLoaderManagers = android.util.ArrayMap@318081312 (0x12f58920)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mApplication = com.xiao.memoryleakexample.app.App@315492832 (0x12ce09e0)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mCalled = true
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mChangeCanvasToTranslucent = false
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mChangingConfigurations = false
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mCheckedForLoaderManager = true
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mComponent = android.content.ComponentName@314990768 (0x12c660b0)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mConfigChangeFlags = 0
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mContainer = android.app.Activity$1@317876848 (0x12f26a70)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mCurrentConfig = android.content.res.Configuration@317856672 (0x12f21ba0)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mDecor = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mDefaultKeyMode = 0
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mDefaultKeySsb = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mDestroyed = true
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mDoReportFullyDrawn = false
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mEmbeddedID = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mEnableDefaultActionBarUp = false
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mEnterTransitionListener = android.app.SharedElementCallback$1@1893595344 (0x70ddf8d0)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mExitTransitionListener = android.app.SharedElementCallback$1@1893595344 (0x70ddf8d0)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mFinished = true
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mFragments = android.app.FragmentManagerImpl@317856448 (0x12f21ac0)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mHandler = android.os.Handler@318005856 (0x12f46260)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mIdent = 578025123
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mInstanceTracker = android.os.StrictMode$InstanceTracker@317876864 (0x12f26a80)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mInstrumentation = android.app.Instrumentation@315352176 (0x12cbe470)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mIntent = android.content.Intent@317362304 (0x12ea9080)
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mLastNonConfigurationInstances = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mLoaderManager = null
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mLoadersStarted = false
04-25 10:20:46.793 D/LeakCanary: |   mMainThread = android.app.ActivityThread@314856000 (0x12c45240)
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mManagedCursors = java.util.ArrayList@318005792 (0x12f46220)
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mManagedDialogs = null
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mMenuInflater = null
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mParent = null
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mReferrer = java.lang.String@314984512 (0x12c64840)
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mResultCode = 0
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mResultData = null
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mResumed = false
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mSearchManager = null
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mStartedActivity = false
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mStopped = true
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mTemporaryPause = false
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mTitle = java.lang.String@316164352 (0x12d84900)
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mTitleColor = 0
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mTitleReady = true
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mToken = android.os.BinderProxy@314983040 (0x12c64280)
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mTranslucentCallback = null
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mUiThread = java.lang.Thread@1967775656 (0x7549dfa8)
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mVisibleBehind = false
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mVisibleFromClient = true
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mVisibleFromServer = true
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mVoiceInteractor = null
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mWindow = com.android.internal.policy.impl.PhoneWindow@315631936 (0x12d02940)
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mWindowAdded = true
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mWindowManager = android.view.WindowManagerImpl@318006848 (0x12f46640)
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mInflater = com.android.internal.policy.impl.PhoneLayoutInflater@317929312 (0x12f33760)
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mOverrideConfiguration = null
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mResources = android.content.res.Resources@314591360 (0x12c04880)
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mTheme = android.content.res.Resources$Theme@318006400 (0x12f46480)
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mThemeResource = 2131230884
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: |   mBase = android.app.ContextImpl@317145792 (0x12e742c0)
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: * Excluded Refs:
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.view.inputmethod.InputMethodManager.mNextServedView
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.view.inputmethod.InputMethodManager.mServedView
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.view.inputmethod.InputMethodManager.mServedInputConnection
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.view.inputmethod.InputMethodManager.mCurRootView
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.animation.LayoutTransition$1.val$parent
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.view.textservice.SpellCheckerSession$1.this$0
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.support.v7.internal.widget.ActivityChooserModel.mActivityChoserModelPolicy
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.widget.ActivityChooserModel.mActivityChoserModelPolicy
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.accounts.AccountManager$AmsTask$Response.this$1
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.media.MediaScannerConnection.mContext
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.os.UserManager.mContext
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.media.AudioManager$1.this$0
04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Field: android.widget.Editor$Blink.this$0
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04-25 10:20:46.803 D/LeakCanary: | Class:java.lang.ref.FinalizerReference (always)複製程式碼

日誌當中展示了詳細的記憶體洩露資訊。同時，在執行裝置上，會以通知的形式展示記憶體洩露：

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
LeakCanary記憶體洩露通知

點選通知欄後會展示訊息的記憶體洩露資訊，包括洩露的具體例項、以及發生在哪個類中的具體引用位置：

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
LeakCanary記憶體洩露詳細資訊-1

Android記憶體優化——記憶體洩露檢測分析方法
LeakCanary記憶體洩露詳細資訊-2

最後

Lint、Android Monitor、Mat，以及LeakCanary都能讓我們在平常的開發過程中非常有效的避免記憶體洩露，至於選擇哪個工具，那種方式，就看自己平常的習慣了。個人還是更喜歡使用LeakCanary，只需要簡單的整合，就可以更加快速，直觀展示記憶體洩露的資訊。

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