Android 开发者必会的内存泄漏指南

【CSDN 编者按】对于众多 Android 程序员而言，在需求与应用性能之间，主要精力都会放到新需求的开发。随着项目复杂度的增加，应用性能越来越低，出现各种问题。程序员们奔波于各种“救火现场”，疲于奔命。本文作者 Aritra Roy 分享了自己在 Android 应用程序开发过程中所遇以及思考，针对内存泄漏提炼出一套可以应用于开发中的方法论。也许会让你的开发效率事半功倍。

作者 | Aritra Roy，Android 开发者

译者 | 罗昭成，责编 | 唐小引

封图 | CSDN 付费下载自东方 IC

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

以下为译文：

我们都知道，写一个 Android 的应用很容易，但是要写一个高性能的应用可就不容易了。以我的个人经验来说，在 App 的开发过程中，主要的精力都会放在新功能、新模块、新组件的开发上。

开发过程中，看得见的 UI 比看不见的性能更能吸引我们的目光。所以我强制自己将“优化应用程序（如内存泄漏）”的优先级提高，并养成习惯。

长期以来，不关注性能，带来了很多的技术债。经过一年多的努力调整， 比起一年前，我有很多的心得体会。

对于很多开发者来说，内存泄漏都是一个老大难的问题。关于处理内存泄漏，你有可能会觉得太难，又或是太费时，又或者是觉得完全没有意义。但我要告诉你的是，事实并非如此。当你开始处理这些问题的时候，你会发现，这感觉超级棒。

在本篇文章中，我会以尽可能简单的方式讲解这些问题，即使你是一个初学者，也可以学习到如何构建一个高质量、高性能的应用。

1.垃圾回收

JAVA 是一个非常强大的语言。在 Android 中，我们几乎不会像 C / C++ 那样，手动分配和释放内存。因为 Java 会自动清理内存。

让我们来思考一个问题，如果 Java 内建的垃圾回收系统可以在我们不需要的时候自动回收内存，那我们为什么还需要关心内存呢？是因为垃圾回收机制不够完善吗？

当然不是，Java 垃圾回收机制当然是完善的。垃圾回收机制是可以正常工作，但是，如果我们的应用程序出现 Bug， 导致垃圾回收器不能正常检查出不需要的内存块，就会导致问题。

总体来说，是我们自己的代码错误导致垃圾回收不可用。不可否认，垃圾回收机制是 Java 最伟大的设计之一。

2.关于垃圾回收器

在处理内存问题之前，你需要了解垃圾回收器的工作原理。它的概念非常简单，但在它背后，有着极其复杂的逻辑。但是你也别担心，我们也只关心一些简单的概念。

如图所示，Android 或者 Java 应用程序都有一个起点，从对象的初始化，并且调用方法。我们可以认为，这个点就是图中的 "GC Roots"。有一些对象引用被 GC Roots 直接持有，剩下的则由它们自己创建并持有。

如此，整个引用链构成了内存树。垃圾回收器从 GC roots 开始，直接或间接的链接着其它的对象。当整个遍历结束，还有一些不能被访问到的对象，就是变成了垃圾，这些对象就会被垃圾回收器回收。

3.内存泄漏

到现在，你已经知道了垃圾回收的概念，也知道了垃圾回收在 Android 中是如何管理内存的。下面，我们将深入研究一下内存泄漏。

简单来说，内存泄漏是指你的对象已经使用结束，但是它却不能被释放掉。每个对象在完成它自己的生命周期过后，都需要从内存中清理出来。但是如果一个对象被另一个对象直接或间接的持有，垃圾回收器不能检查出它已经使用结束。朋友们，这样子就导致了内存泄漏。

值得庆幸的是，我们并不需要太担心所有的内存泄漏，因为并不是所有的内存泄漏都是有害的。有一些内存泄漏是无关痛痒（只泄漏几 KB 的内存），并且，在 Android Framwork 层也会有一些内存泄漏，但是你并不需要去修复，因为它们对 App 的性能影响微乎其微，你可以忽略。

但是有一些会引起 App 崩溃， 或者严重卡顿。这些都是需要你时刻注意的。

4.为什么要解决内存泄漏？

没有人会想使用一个又慢又占内存的应用。如果使用一段时间就会崩溃，你的用户也会“崩溃”掉，如果长时间出现这样子的问题，你的用户会毫不犹豫的卸载掉你的应用，并且再也不会使用它。

如果你的应用中存在内存泄漏，垃圾回收器不能回收不使用的内存，随着用户使用时间的增长，内存的占用会越来越多。如此下去，当系统不能在给它分配更多内存的时候，就会导致 OutOfMemoryError， 然后应用程序会崩溃掉。

垃圾回收有利有弊，垃圾回收是一庞大的系统，在应用中，尽可能少的让垃圾回收器运行，这样对应用体验会更好。

随着你的应用使用的堆内存逐渐增加，Short GC 就会触发，来保证立即清理无用对象。现在这些快速清理内存的 GC 运行在不同的线程中，这些 GC 不会导致你的应用变慢。

但是如果你的应用中存在严重的内存泄漏，Short GC 没有办法回收内存，并且占用内存持续增加，这将会导致 Larger GC 被触发。它会将整个应用程序挂起，阻塞大概 50～100ms，这会导致应用程序变慢并且有可能不能使用。

修复内存泄漏，减少对 App 的影响，给用户提供更好的体验。

5.如何发现内存泄漏？

现在，你已经认识到，你需要修复隐藏在你 App 中的内存泄漏。但是，我们如何才能找到它们呢？

Android Studio 为我们提供了一个非常强大的工具：Monitors。

通过它，你能看到网络、CPU、GPU、内存的使用情况。

在调试运行 App 的时候，要密切关注内存监视器。内存泄漏的第一个现象就是，在使用的过程中，内存一直增加，不能减少，即使你把 APP 退到后台也不能释放。内存分配监视器能够清楚的看到不同对象所占用的内存，可以清楚的知道哪个对象占用内存较多，需要处理。

但是，它本身还不够，它需要你指定时间，然后转存出对应的内存堆。这是一个很无趣的工作。

幸运的是，我们现在已经有更好的方式来实现。LeakCanary， 一个和 App 一起运行的库，它会在内存泄漏的时候，转存出内存信息，然后给我们发送一个通知并给我们一个有用的栈信息。

6.常见的内存泄漏

从我的经验来看，有很多相似且经常出现内存泄漏的问题，你在你每天的开发中，都有可能会遇到它们。一但你清楚了它们发生的时间、地点、原因 ，你就可以很轻松的修复它们。

• 未取消的 Listener

很多时候，你在 Activity/Fragment 中注册了一个 Listener, 但是忘记取消注册了。如果你的运气不好，它很可能会引起一个严重的内存泄漏问题。一般来说，这些 Listener 的 注册与取消注册是同步出现的，在你使用的时候需要注册，在不使用的时候需要取消注册。

举个例子，当我们的应用程序需要获取定位的时候，需要使用 LocationManager，你会从系统服务中拿到它，并且给其设置一个地理位置更新的回调：

private void registerLocationUpdats {
mManager = (LocationManager) getSystemService(
Context.LOCATION_SERVICE);
mManager.requestLocationUpdates(
LocationManager.GPS_PROVIDER,
TimeUnit.MINUTES.toMillis(1),
100,
this);
}

在代码中，可以看出来，使用了 Activity 自己来实现了地理位置更新的回调。LocationManager 会持有这个回调的引用。当你退出了这个页面，Android 系统会调用 onDestory ，但是垃圾回收器并不能清理掉它，因为 LocationManager 持有它的强引用。

当然，解决方案也很简单，就是在 onDestory 方法中，取消注册就可以了。

@Override
public voidonDestroy {
super.onDestroy;
if (mManager != ) {
mManager.removeUpdates(this);
}
}

• 内部类

内部类在 Java 和 Android 开发中经常用到，非常简单，但是如果使用不当，也会造成严重的内存泄漏。让我们先来看一个简单的例子：

public class BadActivity extends Activity {
private TextView mMessageView;
@Override
protected voidonCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.layout_bad_activity);
mMessageView = (TextView) findViewById(R.id.messageView);
new LongRunningTask.execute;
}
private class LongRunningTask extends AsyncTask<Void, Void, String> {
@Override
protected String doInBackground(Void... params) {
// 做一些耗时操作
return "Am finally done!";
}
@Override
protected voidonPostExecute(String result) {
mMessageView.setText(result);
}
}
}

这是一个很简单的 Activity 页面，在页面启动的时候，在后台启动了一个耗时的任务（比如说，复杂的数据库查询或者是很慢的网络）。等到任务执行结束，把拿到的结果显示到页面上。看起来，这样做并没有问题。事实上，非静态的内部类会隐式的持有外部类的引用（在这里，就是 Activity）。如果在耗时任务执行完之前，你旋转屏幕或者退出这个页面，垃圾回收器就不能从内存中清理掉 Activity 的实例。这个简单的问题会导致很严重的内存泄漏问题。

当然，解决方案也非常地简单，如下：

public class GoodActivity extends Activity {
private AsyncTask mLongRunningTask;
private TextView mMessageView;
@Override
protected voidonCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.layout_good_activity);
mMessageView = (TextView) findViewById(R.id.messageView);
mLongRunningTask = new LongRunningTask(mMessageView).execute;
}
@Override
protected voidonDestroy {
super.onDestroy;
mLongRunningTask.cancel(true);
}
private static class LongRunningTask extends AsyncTask<Void, Void, String> {
private final WeakReference<TextView> messageViewReference;
publicLongRunningTask(TextView messageView) {
this.messageViewReference = new WeakReference<>(messageView);
}
@Override
protected String doInBackground(Void... params) {
String message = ;
if (!isCancelled) {
message = "I am finally done!";
}
return message;
}
@Override
protected voidonPostExecute(String result) {
TextView view = messageViewReference.get;
if (view != ) {
view.setText(result);
}
}
}
}

正如你看到的代码，首先我将非静态内部类改成了静态内部类，这样它就不会持有外部类的引用了。当然，使用静态的内部类，非静态的变量就不能访问了。所以我们需要将 TextView 通过构造方法把它传过去。

在这里，我强烈推荐使用 WeakReference ，它能更好的避免引起内存泄漏。你应该去学习 Java 中关于不同引用类型的知识：

http://javarevisited.blogspot.in/2014/03/difference-between-weakreference-vs-softreference-phantom-strong-reference-java.html

• 匿名内部类

匿名内部类也是在开发过程中经常使用到的一个东西，它的定义和使用都非常的简洁。但以我的经验来看，匿名内部类造成了大量的内存泄漏的问题。

匿名内部类与非静态内部类相似，造成内部类的原因也和上面说的一样。你有可能在好多地方都使用了匿名内部类，如果使用不当，会严重影响 App 的性能。

public class MoviesActivity extends Activity {
private TextView mNoOfMoviesThisWeek;
@Override
protected voidonCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.layout_movies_activity);
mNoOfMoviesThisWeek = (TextView) findViewById(R.id.no_of_movies_text_view);
MoviesRepository repository = ((MoviesApp) getApplication).getRepository;
repository.getMoviesThisWeek
.enqueue(new Callback<List<Movie>> {

@Override
public voidonResponse(Call<List<Movie>> call,
Response<List<Movie>> response) {
int numberOfMovies = response.body.size;
mNoOfMoviesThisWeek.setText("No of movies this week: " + String.valueOf(numberOfMovies));
}
@Override
public voidonFailure(Call<List<Movie>> call, Throwable t) {
// Oops.
}
});
}
}

上面的例子中，我使用一个常用的网络库 Retrofit 发送了一个网络请求，然后在 TextView 中显示返回的结果。很明显，那个 Callback 对象持有 Activity 的引用。如果现在网络很慢，在网络响应回来之前，页面旋转或者关闭，就会导致 Activity 泄漏。

我强烈建议，在需要的时候，尽量使用静态的内部类，而非匿名内部类。当然，我的意思不是不在使用匿名内部类，如果你需要使用匿名内部类，你需要注意引起内存泄漏的问题，保证不会出现问题。

• Bitmaps

在应用中，你看到的所有图片都是 Bitmap 对象，包含了所有的像素数据。现在这些 Bitmap 数据非常的大，一个处理不好，就会引起 OOM， 造成 APP 崩溃。在 APP 中使用的图片资源生成的 Bitmap 会由系统进行管理，但是如果你需要自己处理 Bitmap ，要记住，使用完过后要调用 bitmap.recycle 来释放资源。

在处理 Bitmap 时，需要将一张大的图缩放变小过后，在使用，多重用同一个图片数据。google 官方有一个关于处理 Bitmap 内存的文档：

https://developer.android.com/training/displaying-bitmaps/manage-memory.html

• Contexts

另一个是关于 Context 的滥用引起的内存泄漏。Activity / Application / Service 都是继承自 Context 并实现它们自己的功能，但是你也需要搞清楚它们之间的区别，什么是 activity 级别的 Context，什么是 application 级别的 Context，根据项目需求的场景去选择使用哪一个 Context 。错误地使用 Activity Context，导致引用不能被释放，就会引起内存泄漏。

7.结语

现在，你知道了什么是垃圾回收器，什么是内存泄漏，内存泄漏给你带来的影响。你也知道如何检测和修复内存泄漏。

从现在开始，构建高质量/高性能的应用。处理内存泄漏不仅能让你的应用有更好的用户体验，也能让你成为更好的开发者。

原文：Everything You Need To Know About Memory Leaks In Android Apps

链接：https://blog.aritraroy.in/everything-you-need-to-know-about-memory-leaks-in-android-apps-655f191ca859

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