Android記憶體泄露分析和處理

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什麼是記憶體泄露
Java使用有向圖機制,通過GC自動檢查記憶體中的對象,如果GC發現一個或一組對象為不可到達狀態,則將該對象從記憶體中回收。也就是說,一個對象不被任何引用所指向,則該對象會在被GC發現的時候被回收。

記憶體泄露的原因
1.資來源物件沒關閉造成的記憶體流失
資源性對象比如 (Cursor,File檔案等)往往都用了一些緩衝,我們在不使用的時候,應該及時關閉它們,以便它們的緩衝及時回收記憶體。它們的緩衝不僅存在於 java虛擬機器內,還存在於java虛擬機器外。如果我們僅僅是把它的引用設定為null,而不關閉它們,往往會造成記憶體流失。因為有些資源性對象,比如 SQLiteCursor(在解構函式finalize(),如果我們沒有關閉它,它自己會調close()關閉),如果我們沒有關閉它,系統在回收它時 也會關閉它,但是這樣的效率太低了。因此對於資源性對象在不使用的時候,應該調用它的close()函數,將其關閉掉,然後才置為null.在我們的程式 退出時一定要確保我們的資源性對象已經關閉。
程式中經常會進行查詢資料庫的操作,但是經常會有使用完畢Cursor後沒有關閉的情況。如果我們的查詢結果集比較小,對記憶體的消耗不容易被發現,只有在常時間大量操作的情況下才會複現記憶體問題,這樣就會給以後的測試和問題排查帶來困難和風險。
 範例程式碼:
    Cursor cursor = getContentResolver().query(uri...);  
    if (cursor.moveToNext()) {  
      ... ...    
    }  
修正範例程式碼:
    Cursor cursor = null;  
    try {  
      cursor = getContentResolver().query(uri...);  
      if (cursor != null &&cursor.moveToNext()) {  
          ... ...    
      }  
    } finally {  
      if (cursor != null) {  
          try {    
              cursor.close();  
          } catch (Exception e) {  
              //ignore this   
          }  
       }  
    }  
2.構造Adapter時,沒有使用緩衝的convertView
以構造ListView的BaseAdapter為例,在BaseAdapter中提供了方法:
public View getView(int position, ViewconvertView, ViewGroup parent)
來 向ListView提供每一個item所需要的view對象。初始時ListView會從BaseAdapter中根據當前的螢幕布局執行個體化一定數量的 view對象,同時ListView會將這些view對象緩衝起來。當向上滾動ListView時,原先位於最上面的list item的view對象會被回收,然後被用來構造新出現的最下面的list item。這個構造過程就是由getView()方法完成的,getView()的第二個形參View convertView就是被緩衝起來的list item的view對象(初始化時緩衝中沒有view對象則convertView是null)。由此可以看出,如果我們不去使用 convertView,而是每次都在getView()中重新執行個體化一個View對象的話,即浪費資源也浪費時間,也會使得記憶體佔用越來越大。 ListView回收list item的view對象的過程可以查看:
Android.widget.AbsListView.java --> voidaddScrapView(View scrap) 方法。
範例程式碼:
    public View getView(int position, ViewconvertView, ViewGroup parent) {  
      View view = new Xxx(...);  
      ... ...  
      return view;  
    }  
修正範例程式碼:
    public View getView(int position, ViewconvertView, ViewGroup parent) {  
      View view = null;  
      if (convertView != null) {  
      view = convertView;  
      populate(view, getItem(position));  
      ...  
      } else {  
      view = new Xxx(...);  
      ...  
      }  
      return view;  
    }  
3.Bitmap對象不在使用時調用recycle()釋放記憶體
有時我們會手工的操作Bitmap對象,如果一個Bitmap對象比較占記憶體,當它不在被使用的時候,可以調用Bitmap.recycle()方法回收此對象的像素所佔用的記憶體,但這不是必須的,視情況而定。可以看一下代碼中的注釋:
    /**
     * Free up the memory associated with thisbitmap‘s pixels, and mark the
     * bitmap as "dead", meaning itwill throw an exception if getPixels() or
     * setPixels() is called, and will drawnothing. This operation cannot be
     * reversed, so it should only be called ifyou are sure there are no
     * further uses for the bitmap. This is anadvanced call, and normally need
     * not be called, since the normal GCprocess will free up this memory when
     * there are no more references to thisbitmap.
     */  
4.試著使用關於application的context來替代和activity相關的context
這是一個很隱晦的內 存泄漏的情況。有一種簡單的方法來避免context相關的記憶體流失。最顯著地一個是避免context逃出他自己的範圍之外。使用 Application context。這個context的生存周期和 的應用的生存周期一樣長,而不是取決於activity的生存周期。如果 想保持一個長期生存的對象, 並且這個對象需要一個context,記得使用application對象。 可以通過調用 Context.getApplicationContext() or Activity.getApplication()來獲得。更多的請看這篇文章如何避免Android記憶體流失 (見 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-02/52951.htm )。
5.註冊沒取消造成的記憶體流失
一些Android 程式可能引用我們的Anroid程式的對象(比如註冊機制)。即使我們的Android程式已經結束了,但是別的引用程式仍然還有對我們的Android 程式的某個對象的引用,泄漏的記憶體依然不能被記憶體回收。調用registerReceiver後未調用unregisterReceiver。
比如:假設我們希望 在鎖定畫面(LockScreen)中,監聽系統中的電話語音以擷取一些資訊(如訊號強度等),則可以在LockScreen中定義一個 PhoneStateListener的對象,同時將它註冊到TelephonyManager服務中。對於LockScreen對象,當需要顯示鎖屏界 面的時候就會建立一個LockScreen對象,而當鎖定畫面消失的時候LockScreen對象就會被釋放掉。
但是如果在釋放 LockScreen對象的時候忘記取消我們之前註冊的PhoneStateListener對象,則會導致LockScreen無法被記憶體回收。如果不 斷的使鎖定畫面顯示和消失,則最終會由於大量的LockScreen對象沒有辦法被回收而引起OutOfMemory,使得system_process 進程掛掉。
雖然有些系統程式,它本身好像是可以自動取消註冊的(當然不及時),但是我們還是應該在我們的程式中明確的取消註冊,程式結束時應該把所有的註冊都取消掉。
6.集合中對象沒清理造成的記憶體流失
我們通常把一些對象的引用加入到了集合中,當我們不需要該對象時,並沒有把它的引用從集合中清理掉,這樣這個集合就會越來越大。如果這個集合是static的話,那情況就更嚴重了。
7.Android中使用Handler造成記憶體泄露
Handler mHandler = new Handler() {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
    }
}
上面是一段簡單的Handler的使用。當使用內部類(包括匿名類)來建立Handler的時候,Handler對象會隱式地持有一個外部類對象(通常是一個Activity的引用)。而Handler通常會伴隨著一個耗 時的後台線程(例如從網路拉取圖片)一起出現,這個後台線程在任務執行完畢(例片下載完畢)之後,通過訊息機制通知Handler,然後 Handler把圖片更新到介面。然而,如果使用者在網路請求過程中關閉了Activity,正常情況下,Activity不再被使用,它就有可能在GC檢 查時被回收掉,但由於這時線程尚未執行完,而該線程持有Handler的引用,這個Handler又持有 Activity的引用,就導致該Activity無法被回收(即記憶體泄露),直到網路請求結束(例片下載完畢)。另外,如果 執行了Handler 的postDelayed()方法,該方法會將Handler裝入一個Message,並把這條Message推到MessageQueue中,那麼 在設定的delay到達之前,會有一條MessageQueue -> Message -> Handler -> Activity的鏈,導致Activity被持有引用而無法被回收。

記憶體泄露的危害
虛擬機器佔用記憶體過高,導致OOM(記憶體溢出),程式出錯。對於Android應用來說,就是使用者開啟一個Activity,使用完之後關閉它,記憶體泄露;又開啟,又關閉,又泄露;幾次之後,程式佔用記憶體超過系統限制,FC。

使用Handler導致記憶體泄露的解決方案
1.通過程式邏輯來進行保護。
(1)在關閉Activity的時候停掉 的後台線程。線程停掉了,就相當於切斷了Handler和外部串連的線,Activity自然會在合適的時候被回收。
(2)如果 的Handler是被delay的Message持有了引用,那麼使用相應的Handler的removeCallbacks()方法,把訊息對象從訊息佇列移除就行了。
2.將Handler聲明為靜態類。
靜態類不持有外部類的對象,所以 的Activity可以隨意被回收。代碼如下:
static class MyHandler extends Handler {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
    }
}
但是這樣還是有問題由於Handler不再持有外部類對象的引用,導致程式不允許 在Handler中操作Activity中的對象了。所以 需要在Handler中增加一個對Activity的弱引用(WeakReference):
static class MyHandler extends Handler {
    WeakReference<Activity > mActivityReference;

    MyHandler(Activity activity) {
        mActivityReference= new WeakReference<Activity>(activity);
    }

    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        final Activity activity = mActivityReference.get();
        if (activity != null) {
            mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
        }
    }
}

延伸:什麼是WeakReference?
WeakReference弱引用,與強引用(即我們常說的引用)相對,它的特點是,GC在回收時會忽略掉弱引用,即就算有弱引用指向某對象,但只 要該對象沒有被強引用指向(實際上多數時候還要求沒有軟引用,但此處軟引用的概念可以忽略),該對象就會在被GC檢查到時回收掉。對於上面的代碼,使用者在 關閉Activity之後,就算後台線程還沒結束,但由於僅有一條來自Handler的弱引用指向Activity,所以GC仍然會在檢查的時候把 Activity回收掉。這樣,記憶體泄露的問題就不會出現了。

那麼,Android開發中,有什麼有效方法可以檢測記憶體使用量情況以及記憶體流失呢?
這裡主要介紹三種方法:
1. 程式的Log資訊
程式在進行記憶體回收的時候,會列印一條Log資訊(logcat視窗),例如:
D/dalvikvm( 9050): GC_CONCURRENT freed 2049K, 65% free 3571K/9991K, external 4703K/5261K, paused 2ms+2ms
注意這條資訊中的 “ 3571K/9991K” 值,這代表著程式使用的heap大小,如果這個值一直在增加,而從來不減小,那麼就代表著 的程式存在著記憶體流失。
2. DDMS的Heap資訊
Eclipse開發環境還提供了一種更加直觀的方法來查看App的Heap資訊,操作方式如下:
Android開發實踐:檢測App的記憶體佔用和泄漏
(1)  串連手機,運行程式,假設是 com.ticktick.test 程式
(2)  點擊DDMS按鈕,在左側的Device視窗選中 要檢測的程式(com.ticktick.test )
(3)  點擊Device視窗工具列的第二個表徵圖(Update Heap),
(4)  點擊右邊的視窗的Cause GC按鈕,即可得到當前程式的Heap資訊
同樣,隨著程式的運行,多次點擊得到的Heap大小,如果只增不減的話,也昭示著 的程式有記憶體流失。
3.  adb命令查看記憶體資訊
其實,最全面最簡單的方式還是用adb命令來查看程式的記憶體佔用和記憶體流失情況,開啟命令列視窗,adb命令的格式如下:
adb shell dumpsys meminfo <package_name>
其中,package_name 也可以換成程式的pid,pid可以通過 adb shell top | grep app_name 來尋找。

(1) Native/Dalvik 的 Heap 資訊
具體在上面的第一行和第二行,它分別給出的是JNI層和Java層的記憶體配置情況,如果發現這個值一直增長,則代表程式可能出現了記憶體流失。
(2) Total 的 PSS 資訊

這個值就是 的應用真正佔據的記憶體大小,通過這個資訊, 可以輕鬆判別手機中哪些程式占記憶體比較大了。


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