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Android性能優化之利用強大的LeakCanary檢測內存洩漏及解決辦法

編輯：關於Android編程

前言：

最近公司C輪融資成功了，移動團隊准備擴大一下，需要招聘Android開發工程師，陸陸續續面試了幾位Android應聘者，面試過程中聊到性能優化中如何避免內存洩漏問題時，很少有人全面的回答上來。所以決定抽空學習總結一下這方面的知識，以及分享一下我們是如何檢測內存洩漏的。我們公司使用開源框架LeakCanary來檢測內存洩漏。

什麼是內存洩漏？

有些對象只有有限的生命周期。當它們的任務完成之後，它們將被垃圾回收。如果在對象的生命周期本該結束的時候，這個對象還被一系列的引用，這就會導致內存洩漏。隨著洩漏的累積，app將消耗完內存。

內存洩漏造成什麼影響？

它是造成應用程序OOM的主要原因之一。由於android系統為每個應用程序分配的內存有限，當一個應用中產生的內存洩漏比較多時，就難免會導致應用所需要的內存超過這個系統分配的內存限額，這就造成了內存溢出而導致應用Crash。

什麼是LeakCanary？

leakCanary是Square開源框架，是一個Android和Java的內存洩露檢測庫，如果檢測到某個 activity 有內存洩露，LeakCanary 就是自動地顯示一個通知，所以可以把它理解為傻瓜式的內存洩露檢測工具。通過它可以大幅度減少開發中遇到的oom問題，大大提高APP的質量。

LeakCanary捕獲常見內存洩漏以及解決辦法

1.）錯誤使用單例造成的內存洩漏

在平時開發中單例設計模式是我們經常使用的一種設計模式，而在開發中單例經常需要持有Context對象，如果持有的Context對象生命周期與單例生命周期更短時，或導致Context無法被釋放回收，則有可能造成內存洩漏，錯誤寫法如下：

public class LoginManager {
  private static LoginManager mInstance;
  private Context mContext;

  private LoginManager(Context context) {
    this.mContext = context;
  }


  public static LoginManager getInstance(Context context) {
    if (mInstance == null) {
      synchronized (LoginManager.class) {
        if (mInstance == null) {
          mInstance = new LoginManager(context);
        }
      }
    }
    return mInstance;
  }

  public void dealData() {
  }

}

弱我們在一個Activity中調用的，然後關閉該Activity則會出現內存洩漏。

LoginManager.getInstance(this).dealData();

LeakCanary檢測結果如下：

解決 辦法要保證Context和AppLication的生命周期一樣，修改後代碼如下：

public class LoginManager {
  private static LoginManager mInstance;
  private Context mContext;

  private LoginManager(Context context) {
    this.mContext = context.getApplicationContext();
  }


  public static LoginManager getInstance(Context context) {
    if (mInstance == null) {
      synchronized (LoginManager.class) {
        if (mInstance == null) {
          mInstance = new LoginManager(context);
        }
      }
    }
    return mInstance;
  }

  public void dealData() {
  }

}

2.）Handler造成的內存洩漏

早些年Handler的使用頻率還是蠻高的，它是工作線程與UI線程之間通訊的橋梁，只是現在大量開源框架對其進行了封裝，我們這裡模擬一種常見使用方式來模擬內存洩漏情形。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
  private Handler mHandler = new Handler();
  private TextView mTextView;

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    mTextView = (TextView) findViewById(R.id.text);//模擬內存洩露
    mHandler.postDelayed(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        mTextView.setText("lcj");
      }
    }, 3 * 60 * 1000);
    finish();
  }

  @Override
  protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    LApplication.getRefWatcher().watch(this);
  }
}

上述代碼通過內部類的方式創建mHandler對象,此時mHandler會隱式地持有一個外部類對象引用這裡就是MainActivity，當執行postDelayed方法時，該方法會將你的Handler裝入一個Message，並把這條Message推到MessageQueue中，MessageQueue是在一個Looper線程中不斷輪詢處理消息，那麼當這個Activity退出時消息隊列中還有未處理的消息或者正在處理消息，而消息隊列中的Message持有mHandler實例的引用，mHandler又持有Activity的引用，所以導致該Activity的內存資源無法及時回收，引發內存洩漏。

LeakCanary檢測結果如下：

要想避免Handler引起內存洩漏問題，需要我們在Activity關閉退出的時候的移除消息隊列中所有消息和所有的Runnable。上述代碼只需在onDestroy()函數中調用mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);就行了。

public class MainActivity1 extends AppCompatActivity {
  private Handler mHandler = new Handler();
  private TextView mTextView;

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    mTextView = (TextView) findViewById(R.id.text);
    //模擬內存洩露
    mHandler.postDelayed(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        mTextView.setText("lcj");
      }
    }, 3 * 60 * 1000);
    finish();
  }

  @Override
  protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
    mHandler=null;
    LApplication.getRefWatcher().watch(this);
  }
}

3.)線程造成的內存洩漏

最早時期的時候處理耗時操作多數都是采用Thread+Handler的方式，後來逐步被AsyncTask取代，直到現在采用RxJava的方式來處理異步。這裡以AsyncTask為例，可能大部分人都會這樣處理一個耗時操作然後通知UI更新結果：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
  private AsyncTask<Void, Void, Integer> asyncTask;
  private TextView mTextView;

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    mTextView = (TextView) findViewById(R.id.text);
    testAsyncTask();
    finish();
  }

  private void testAsyncTask() {
    asyncTask = new AsyncTask<Void, Void, Integer>() {
      @Override
      protected Integer doInBackground(Void... params) {
        int i = 0;
        //模擬耗時操作
        while (!isCancelled()) {
          i++;
          if (i > 1000000000) {
            break;
          }
          Log.e("LeakCanary", "asyncTask---->" + i);
        }
        return i;
      }

      @Override
      protected void onPostExecute(Integer integer) {
        super.onPostExecute(integer);
        mTextView.setText(String.valueOf(integer));
      }
    };
    asyncTask.execute();

  }

  @Override
  protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    LApplication.getRefWatcher().watch(this);
  }

}

對於上面的例子來說，在處理一個比較耗時的操作時，可能還沒處理結束MainActivity就執行了退出操作，但是此時AsyncTask依然持有對MainActivity的引用就會導致MainActivity無法釋放回收引發內存洩漏。

LeakCanary檢測結果：

如何解決這種內存洩漏呢？在使用AsyncTask時，在Activity銷毀時候也應該取消相應的任務AsyncTask.cancel()方法，避免任務在後台執行浪費資源，進而避免內存洩漏的發生。

public class MainActivity3 extends AppCompatActivity {
  private AsyncTask<Void, Void, Integer> asyncTask;
  private TextView mTextView;

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    mTextView = (TextView) findViewById(R.id.text);
    testAsyncTask();
    finish();
  }

  private void testAsyncTask() {
    asyncTask = new AsyncTask<Void, Void, Integer>() {
      @Override
      protected Integer doInBackground(Void... params) {
        int i = 0;
        //模擬耗時操作
        while (!isCancelled()) {
          i++;
          if (i > 1000000000) {
            break;
          }
          Log.e("LeakCanary", "asyncTask---->" + i);
        }
        return i;
      }

      @Override
      protected void onPostExecute(Integer integer) {
        super.onPostExecute(integer);
        mTextView.setText(String.valueOf(integer));
      }
    };
    asyncTask.execute();

  }

  private void destroyAsyncTask() {
    if (asyncTask != null && !asyncTask.isCancelled()) {
      asyncTask.cancel(true);
    }
    asyncTask = null;
  }

  @Override
  protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    destroyAsyncTask();
    LApplication.getRefWatcher().watch(this);
  }

}

 4.）非靜態內部類創建靜態實例造成的內存洩漏

有時我們需要一個可以隨著屏幕旋轉的Activity，比如視頻播放Activity，這時我們為了防止多次調用onCreate方法導致某些參數重新初始化，我們一般會選擇創建一個內部類和一個靜態實例來保存這些參數，比如以下實現：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
  private static Config mConfig;

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    //模擬內存洩露
    if (mConfig == null) {
      mConfig = new Config();
      mConfig.setSize(18);
      mConfig.setTitle("老九門");
    }
    finish();
  }


  @Override
  protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    LApplication.getRefWatcher().watch(this);
  }

  class Config {
    private int size;
    private String title;

    public int getSize() {
      return size;
    }

    public void setSize(int size) {
      this.size = size;
    }

    public String getTitle() {
      return title;
    }

    public void setTitle(String title) {
      this.title = title;
    }
  }
}

 上述代碼看著沒有任何問題，其實內部類都會持有一個外部類引用，這裡這個外部類就是MainActivity，然而內部類實例又是static靜態變量其生命周期與Application生命周期一樣，所以在MainActivity關閉的時候，內部類靜態實例依然持有對MainActivity的引用，導致MainActivity無法被回收釋放，引發內存洩漏。LeakCanary檢測內存洩漏結果如下：

對於這種洩漏的解決辦法就是將內部類改成靜態內部類，不再持有對MainActivity的引用即可，修改後的代碼如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
  private static Config mConfig;

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    //模擬內存洩露
    if (mConfig == null) {
      mConfig = new Config();
      mConfig.setSize(18);
      mConfig.setTitle("老九門");
    }
    finish();
  }


  @Override
  protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    LApplication.getRefWatcher().watch(this);
  }

  static class Config {
    private int size;
    private String title;

    public int getSize() {
      return size;
    }

    public void setSize(int size) {
      this.size = size;
    }

    public String getTitle() {
      return title;
    }

    public void setTitle(String title) {
      this.title = title;
    }
  }
}

 5.）由WebView引起的內存洩漏

 在目前的開發中多多少少會用到Hybrid開發方式，這樣我們就會用WebView去承載Html網頁，就如下面這種方式：

java代碼：

public class MainActivity5 extends AppCompatActivity {
  private WebView mWebView;

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_web);
    mWebView = (WebView) findViewById(R.id.web);
    mWebView.loadUrl("http://www.cnblogs.com/whoislcj/p/5720202.html");
  }


  @Override
  protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    LApplication.getRefWatcher().watch(this);
  }

}

xml布局文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout
  xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  android:id="@+id/activity_main"
  android:layout_width="match_parent"
  android:layout_height="match_parent"
  android:orientation="vertical">

  <WebView
    android:id="@+id/web"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"/>
</LinearLayout>

WebView解析網頁時會申請Native堆內存用於保存頁面元素，當頁面較復雜時會有很大的內存占用。如果頁面包含圖片，內存占用會更嚴重。並且打開新頁面時，為了能快速回退，之前頁面占用的內存也不會釋放。有時浏覽十幾個網頁，都會占用幾百兆的內存。這樣加載網頁較多時，會導致系統不堪重負，最終強制關閉應用，也就是出現應用閃退或重啟。及時Activity關閉時在onDestroy中調用如下代碼也是沒有任何作用。

private void destroyWebView() {
    if (mWebView != null) {
      mLinearLayout.removeView(mWebView);
      mWebView.pauseTimers();
      mWebView.removeAllViews();
      mWebView.destroy();
      mWebView = null;
    }
  }

先看下LeakCanary檢測到的結果如下：

該如何解決呢？這個查了不少資料，其中一種就是使用getApplicationgContext作為參數構建WebView，然後動態添加到一個ViewGroup中，最後退出的時候調用webView的銷毀的函數，雖然也達到了防止內存溢出的效果，但是在有些網頁彈出時候需要記住密碼的對話框的時候，會出現Unable to add window -- token null is not for an application 的錯誤，所以這裡采用的解決辦法是通過把使用了WebView的Activity(或者Service)放在單獨的進程裡。然後在檢測到應用占用內存過大有可能被系統干掉或者它所在的Activity(或者Service)結束後，調用android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());，主動Kill掉進程。由於系統的內存分配是以進程為准的，進程關閉後，系統會自動回收所有內存。

修改後的代碼如下：

public class MainActivity5 extends AppCompatActivity {
  private WebView mWebView;

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_web);
    mWebView = (WebView) findViewById(R.id.web);
    mWebView.loadUrl("http://www.cnblogs.com/whoislcj/p/5720202.html");
  }

  @Override
  protected void onDestroy() {
    destroyWebView();
    android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());
    super.onDestroy();
    LApplication.getRefWatcher().watch(this);

  }

  private void destroyWebView() {
    if (mWebView != null) {
      mWebView.pauseTimers();
      mWebView.removeAllViews();
      mWebView.destroy();
      mWebView = null;
    }
  }

}

manifest中對應的activity配置如下：

<activity
  android:name=".MainActivity5"
  android:process="com.whoislcj.webview"/>

6.）資源未關閉造成的內存洩漏

 對於使用了BraodcastReceiver，ContentObserver，File，Cursor，Stream，Bitmap等資源的使用，應該在Activity銷毀時及時關閉或者注銷，否則這些資源將不會被回收，造成內存洩漏。例如獲取媒體庫圖片地址代碼在查詢結束的時候一定要調用

Cursor 的關閉方法防止造成內存洩漏。

String columns[] = new String[]{
        MediaStore.Images.Media.DATA, MediaStore.Images.Media._ID, MediaStore.Images.Media.TITLE, MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME
    };
    Cursor cursor = this.getContentResolver().query(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, columns, null, null, null);
    if (cursor != null) {
      int photoIndex = cursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Images.Media.DATA);
      //顯示每張圖片的地址，但是首先要判斷一下，Cursor是否有值
      while (cursor.moveToNext()) {
        String photoPath = cursor.getString(photoIndex); //這裡獲取到的就是圖片存儲的位置信息
        Log.e("LeakCanary", "photoPath---->" + photoPath);
      }
      cursor.close();
    }

總結：

以上就是通過LeakCanary檢測到的內存洩漏情況以及解決辦法。希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持本站。

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