android記憶體泄露調試，Heap，MAT

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三、記憶體監測工具 DDMS --> Heap

    無論怎麼小心，想完全避免bad code是不可能的，此時就需要一些工具來協助我們檢查代碼中是否存在會造成記憶體流失的地方。Android tools中的DDMS就帶有一個很不錯的記憶體監測工具Heap(這裡我使用eclipse的ADT外掛程式，並以真機為例，在模擬器中的情況類似)。用Heap監測應用進程使用記憶體情況的步驟如下：

1. 啟動eclipse後，切換到DDMS透視圖，並確認Devices視圖、Heap視圖都是開啟的；

2. 將手機通過USB連結至電腦，連結時需要確認手機是處於“USB調試”模式，而不是作為“Mass Storage”；

3. 連結成功後，在DDMS的Devices視圖中將會顯示手機裝置的序號，以及裝置中正在啟動並執行部分進程資訊；

4. 點擊選中想要監測的進程，比如system_process進程；

5. 點擊選中Devices視圖介面中最上方一排表徵圖中的“Update Heap”表徵圖；

6. 點擊Heap視圖中的“Cause GC”按鈕；

7. 此時在Heap視圖中就會看到當前選中的進程的記憶體使用量量的詳細情況［］。

 

 

說明：

a) 點擊“Cause GC”按鈕相當於向虛擬機器請求了一次gc操作；

b) 當記憶體使用量資訊第一次顯示以後，無須再不斷的點擊“Cause GC”，Heap視圖介面會定時重新整理，在對應用的不斷的操作過程中就可以看到記憶體使用量的變化；

c) 記憶體使用量資訊的各項參數根據名稱即可知道其意思，在此不再贅述。

 

    如何才能知道我們的程式是否有記憶體流失的可能性呢。這裡需要注意一個值：Heap視圖中部有一個Type叫做data object，即資料對象，也就是我們的程式中大量存在的類類型的對象。在data object一行中有一列是“Total Size”，其值就是當前進程中所有Java資料對象的記憶體總量，一般情況下，這個值的大小決定了是否會有記憶體流失。可以這樣判斷：

a) 不斷的操作當前應用，同時注意觀察data object的Total Size值；

b) 正常情況下Total Size值都會穩定在一個有限的範圍內，也就是說由於程式中的的代碼良好，沒有造成對象不被記憶體回收的情況，所以說雖然我們不斷的操作會不斷的產生很多個物件，而在虛擬機器不斷的進行GC的過程中，這些對象都被回收了，記憶體佔用量會會落到一個穩定的水平；

c) 反之如果代碼中存在沒有釋放對象引用的情況，則data object的Total Size值在每次GC後不會有明顯的回落，隨著操作次數的增多Total Size的值會越來越大，

    直到到達一個上限後導致進程被kill掉。

d) 此處已system_process進程為例，在我的測試環境中system_process進程所佔用的記憶體的data object的Total Size正常情況下會穩定在2.2~2.8之間，而當其值超過3.55後進程就會被kill。

 

    總之，使用DDMS的Heap視圖工具可以很方便的確認我們的程式是否存在記憶體流失的可能性。

四、記憶體分析工具 MAT(Memory Analyzer Tool)

    如果使用DDMS確實發現了我們的程式中存在記憶體流失，那又如何定位到具體出現問題的程式碼片段，最終找到問題所在呢？如果從頭到尾的分析代碼邏輯，那肯定會把人逼瘋，特別是在維護別人寫的代碼的時候。這裡介紹一個極好的記憶體分析工具 -- Memory Analyzer Tool(MAT)。

    MAT是一個Eclipse外掛程式，同時也有單獨的RCP用戶端。官方、MAT介紹和詳細的使用教程請參見：www.eclipse.org/mat，在此不進行說明了。另外在MAT安裝後的協助文檔裡也有完備的使用教程。在此僅舉例說明其使用方法。我自己使用的是MAT的eclipse外掛程式，使用外掛程式要比RCP稍微方便一些。

 

    使用MAT進行記憶體分析需要幾個步驟，包括：產生.hprof檔案、開啟MAT並匯入.hprof檔案、使用MAT的視圖工具分析記憶體。以下詳細介紹。

(一) 產生.hprof檔案

    產生.hprof檔案的方法有很多，而且Android的不同版本中產生.hprof的方式也稍有差別，我使用的版本的是2.1，各個版本中產生.prof檔案的方法請參考：

http://android.git.kernel.org/?p=platform/dalvik.git;a=blob_plain;f=docs/heap-profiling.html;hb=HEAD。

1. 開啟eclipse並切換到DDMS透視圖，同時確認Devices、Heap和logcat視圖已經開啟了；

2. 將手機裝置連結到電腦，並確保使用“USB 調試”模式連結，而不是“Mass Storage“模式；

3. 連結成功後在Devices視圖中就會看到裝置的序號，和裝置中正在啟動並執行部分進程；

4. 點擊選中想要分析的應用的進程，在Devices視圖上方的一行表徵圖按鈕中，同時選中“Update Heap”和“Dump HPROF file”兩個按鈕；

5. 這是DDMS工具將會自動產生當前選中進程的.hprof檔案，並將其進行轉換後存放在sdcard當中，如果你已經安裝了MAT外掛程式，那麼此時MAT將會自動被啟用，並開始對.hprof檔案進行分析；

    注意：第4步和第5步能夠正常使用前提是我們需要有sdcard，並且當前進程有向sdcard中寫入的許可權(WRITE_EXTERNAL_STORAGE)，否則.hprof檔案不會被產生，在logcat中會顯示諸如

     ERROR/dalvikvm(8574): hprof: can‘t open /sdcard/com.xxx.hprof-hptemp: Permission denied. 

    的資訊。

   

    如果我們沒有sdcard，或者當前進程沒有向sdcard寫入的許可權（如system_process），那我們可以這樣做：

6. 在當前程式中，例如framework中某些代碼中，可以使用android.os.Debug中的：

   public static void dumpHprofData(String fileName) throws IOException

   方法，手動的指定.hprof檔案的產生位置。例如：

   xxxButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

       public void onClick(View view) {

          android.os.Debug.dumpHprofData("/data/temp/myapp.hprof");

          ... ...

       }

   }

    上述代碼意圖是希望在xxxButton被點擊的時候開始抓取記憶體使用量資訊，並儲存在我們指定的位置：/data/temp/myapp.hprof，這樣就沒有許可權的限制了，而且也無須用sdcard。但要保證/data/temp目錄是存在的。這個路徑可以自己定義，當然也可以寫成sdcard當中的某個路徑。

 

(二) 使用MAT匯入.hprof檔案

1. 如果是eclipse自動產生的.hprof檔案，可以使用MAT外掛程式直接開啟（可能是比較新的ADT才支援）；

2. 如果eclipse自動產生的.hprof檔案不能被MAT直接開啟，或者是使用android.os.Debug.dumpHprofData()方法手動產生的.hprof檔案，則需要將.hprof檔案進行轉換，轉換的方法：

    例如我將.hprof檔案拷貝到PC上的/ANDROID_SDK/tools目錄下，並輸入命令hprof-conv xxx.hprof yyy.hprof，其中xxx.hprof為原始檔案，yyy.hprof為轉換過後的檔案。轉換過後的檔案自動放在/ANDROID_SDK/tools目錄下。OK，到此為止，.hprof檔案處理完畢，可以用來分析記憶體泄露情況了。

3. 在Eclipse中點擊Windows->Open Perspective->Other->Memory Analyzer，或者打Memory Analyzer Tool的RCP。在MAT中點擊File->Open File，瀏覽並匯入剛剛轉換而得到的.hprof檔案。

(三) 使用MAT的視圖工具分析記憶體

    匯入.hprof檔案以後，MAT會自動解析並產生報告，點擊Dominator Tree，並按Package分組，選擇自己所定義的Package類點右鍵，在快顯功能表中選擇List objects->With incoming references。這時會列出所有可疑類，右鍵點擊某一項，並選擇Path to GC Roots -> exclude weak/soft references，會進一步篩選出跟程式相關的所有有記憶體泄露的類。據此，可以追蹤到代碼中的某一個產生泄露的類。

    MAT的介面如所示。

 

 

    具體的分析方法在此不做說明了，因為在MAT的官方網站和用戶端的協助文檔中有十分詳盡的介紹。

    瞭解MAT中各個視圖的作用很重要，例如www.eclipse.org/mat/about/screenshots.php中介紹的。

  

    總之使用MAT分析記憶體尋找記憶體流失的根本思路，就是找到哪個類的對象的引用沒有被釋放，找到沒有被釋放的原因，也就可以很容易定位代碼中的哪些片段的邏輯有問題了。