Android性能优化(阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!)

曾无好事来相访,赖尔高文一起予。这篇文章主要讲述Android性能优化:阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!相关的知识,希望能为你提供帮助。
建议收藏,不然就找不到了!!!
前言
在 android 中,内存泄露的现象十分常见;而内存泄露导致的后果会使得应用Crash本文 全面介绍了内存泄露的本质、原因 & 解决方案,最终提供一些常见的内存泄露分析工具,希望你们会喜欢。
目录

Android性能优化(阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!)

文章图片

1. 简介
即 ML (Memory Leak)指 程序在申请内存后,当该内存不需再使用 但 却无法被释放 & 归还给 程序的现象
2. 对应用程序的影响
容易使得应用程序发生内存溢出,即 OOM内存溢出 简介:
Android性能优化(阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!)

文章图片

3. 发生内存泄露的本质原因
具体描述
Android性能优化(阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!)

文章图片

  • 特别注意从机制上的角度来说,由于 java存在垃圾回收机制(GC),理应不存在内存泄露;出现内存泄露的原因仅仅是外部人为原因 = 无意识地持有对象引用,使得 持有引用者的生命周期 > 被引用者的生命周期
4. 储备知识:Android 内存管理机制
4.1 简介
Android性能优化(阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!)

文章图片

下面,将针对回收 进程、对象 、变量的内存分配 & 回收进行详细讲解
4.2 针对进程的内存策略a. 内存分配策略由 ActivityManagerService 集中管理 所有进程的内存分配b. 内存回收策略步骤1:Application Framework 决定回收的进程类型Android中的进程 是托管的;当进程空间紧张时,会 按进程优先级低-> > 高的顺序 自动回收进程Android将进程分为5个优先等级,具体如下:
Android性能优化(阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!)

文章图片

步骤2:Linux 内核真正回收具体进程ActivityManagerService 对 所有进程进行评分(评分存放在变量adj中)更新评分到Linux 内核由Linux 内核完成真正的内存回收
此处仅总结流程,这其中的过程复杂,有兴趣的读者可研究系统源码ActivityManagerService.java
4.2 针对对象、变量的内存策略
  • Android的对于对象、变量的内存策略同 Java
  • 内存管理 = 对象 / 变量的内存分配 + 内存释放
下面,将详细讲解内存分配 & 内存释放策略a. 内存分配策略
  • 对象 / 变量的内存分配 由程序自动 负责
  • 共有3种:静态分配、栈式分配、 & 堆式分配,分别面向静态变量、局部变量 & 对象实例具体介绍如下
【Android性能优化(阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!)】
Android性能优化(阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!)

文章图片

注:用1个实例讲解 内存分配
public?class?Sample?{???? ????int?s1?=?0; ????Sample?mSample1?=?new?Sample(); ???????//?方法中的局部变量s2、mSample2存放在?栈内存 ????//?变量mSample2所指向的对象实例存放在?堆内存 ??????//?该实例的成员变量s1、mSample1也存放在栈中 ????public?void?method()?{???????? ????????int?s2?=?0; ????????Sample?mSample2?=?new?Sample(); ????} } ????//?变量mSample3所指向的对象实例存放在堆内存 ????//?该实例的成员变量s1、mSample1也存放在堆内存中 ????Sample?mSample3?=?new?Sample();

b. 内存释放策略
  • 对象 / 变量的内存释放 由Java垃圾回收器(GC) / 帧栈 负责
  • 此处主要讲解对象分配(即堆式分配)的内存释放策略 = Java垃圾回收器(GC)
由于静态分配不需释放、栈式分配仅 通过帧栈自动出、入栈,较简单,故不详细描述
  • Java垃圾回收器(GC)的内存释放 = 垃圾回收算法,主要包括:
Android性能优化(阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!)

文章图片

具体介绍如下
Android性能优化(阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!)

文章图片

5. 常见的内存泄露原因 & 解决方案
常见引发内存泄露原因主要有:
  1. 集合类
  2. Static关键字修饰的成员变量
  3. 非静态内部类 / 匿名类
  4. 资源对象使用后未关闭
下面,我将详细介绍每个引发内存泄露的原因
5.1 集合类
  • 内存泄露原因集合类 添加元素后,仍引用着 集合元素对象,导致该集合元素对象不可被回收,从而 导致内存泄漏实例演示:
//?通过?循环申请Object?对象?& ?将申请的对象逐个放入到集合List List< Object> ?objectList?=?new?ArrayList< > (); ???????? ???????for?(int?i?=?0; ?i?< ?10; ?i++)?{ ????????????Object?o?=?new?Object(); ????????????objectList.add(o); ????????????o?=?null; ????????} //?虽释放了集合元素引用的本身:o=null) //?但集合List?仍然引用该对象,故垃圾回收器GC?依然不可回收该对象

  • 解决方案集合类 添加集合元素对象 后,在使用后必须从集合中删除
由于1个集合中有许多元素,故最简单的方法 = 清空集合对象 & 设置为null
?//?释放objectList ????????objectList.clear(); ????????objectList=null;

5.2 Static 关键字修饰的成员变量
  • 储备知识被 Static 关键字修饰的成员变量的生命周期 = 应用程序的生命周期
  • 泄露原因若使被 Static 关键字修饰的成员变量 引用耗费资源过多的实例(如Context),则容易出现该成员变量的生命周期 > 引用实例生命周期的情况,当引用实例需结束生命周期销毁时,会因静态变量的持有而无法被回收,从而出现内存泄露实例讲解:
public?class?ClassName?{ ?//?定义1个静态变量 ?private?static?Context?mContext; ?//... //?引用的是Activity的context ?mContext?=?context; ?//?当Activity需销毁时,由于mContext?=?静态?& ?生命周期?=?应用程序的生命周期,故?Activity无法被回收,从而出现内存泄露 }

  • 解决方案
  1. 尽量避免 Static 成员变量引用资源耗费过多的实例(如 Context)
若需引用 Context,则尽量使用Applicaiton的Context
  1. 使用 弱引用(WeakReference) 代替 强引用 持有实例
注:静态成员变量有个非常典型的例子 = 单例模式
  • 储备知识单例模式 由于其静态特性,其生命周期的长度 = 应用程序的生命周期
  • 泄露原因若1个对象已不需再使用 而单例对象还持有该对象的引用,那么该对象将不能被正常回收 从而 导致内存泄漏
实例演示:
//?创建单例时,需传入一个Context //?若传入的是Activity的Context,此时单例?则持有该Activity的引用 //?由于单例一直持有该Activity的引用(直到整个应用生命周期结束),即使该Activity退出,该Activity的内存也不会被回收 //?特别是一些庞大的Activity,此处非常容易导致OOMpublic?class?SingleInstanceClass?{???? ????private?static?SingleInstanceClass?instance; ???? ????private?Context?mContext; ???? ????private?SingleInstanceClass(Context?context)?{???????? ????????this.mContext?=?context; ?//?传递的是Activity的context ????}??????public?SingleInstanceClass?getInstance(Context?context)?{???????? ????????if?(instance?==?null)?{ ????????????instance?=?new?SingleInstanceClass(context); ????????}???????? ????????return?instance; ????} }

  • 解决方案单例模式引用的对象的生命周期 = 应用的生命周期
如上述实例,应传递Application的Context,因Application的生命周期 = 整个应用的生命周期
public?class?SingleInstanceClass?{???? ????private?static?SingleInstanceClass?instance; ???? ????private?Context?mContext; ???? ????private?SingleInstanceClass(Context?context)?{???????? ????????this.mContext?=?context.getApplicationContext(); ?//?传递的是Application?的context ????}????????public?SingleInstanceClass?getInstance(Context?context)?{???????? ????????if?(instance?==?null)?{ ????????????instance?=?new?SingleInstanceClass(context); ????????}???????? ????????return?instance; ????} }

5.3 非静态内部类 / 匿名类
  • 储备知识非静态内部类 / 匿名类 默认持有 外部类的引用;而静态内部类则不会
  • 常见情况3种,分别是:非静态内部类的实例 = 静态、多线程、消息传递机制(Handler)
5.3.1 非静态内部类的实例 = 静态
  • 泄露原因若 非静态内部类所创建的实例 = 静态(其生命周期 = 应用的生命周期),会因 非静态内部类默认持有外部类的引用 而导致外部类无法释放,最终 造成内存泄露
即 外部类中 持有 非静态内部类的静态对象实例演示:
//?背景: ???a.?在启动频繁的Activity中,为了避免重复创建相同的数据资源,会在Activity内部创建一个非静态内部类的单例 ???b.?每次启动Activity时都会使用该单例的数据public?class?TestActivity?extends?AppCompatActivity?{??????//?非静态内部类的实例的引用 ????//?注:设置为静态?? ????public?static?InnerClass?innerClass?=?null; ?????@Override ????protected?void?onCreate(@Nullable?Bundle?savedInstanceState)?{???????? ????????super.onCreate(savedInstanceState); ???????????//?保证非静态内部类的实例只有1个 ????????if?(innerClass?==?null) ????????????innerClass?=?new?InnerClass(); ????}????//?非静态内部类的定义???? ????private?class?InnerClass?{???????? ????????//... ????} }//?造成内存泄露的原因: ????//?a.?当TestActivity销毁时,因非静态内部类单例的引用(innerClass)的生命周期?=?应用App的生命周期、持有外部类TestActivity的引用 ????//?b.?故?TestActivity无法被GC回收,从而导致内存泄漏

  • 解决方案
  1. 将非静态内部类设置为:静态内部类(静态内部类默认不持有外部类的引用)
  2. 该内部类抽取出来封装成一个单例
  3. 尽量 避免 非静态内部类所创建的实例 = 静态
若需使用Context,建议使用 Application 的 Context
5.3.2 多线程:AsyncTask、实现Runnable接口、继承Thread类
  • 储备知识多线程的使用方法 = 非静态内部类 / 匿名类;即 线程类 属于 非静态内部类 / 匿名类
  • 泄露原因当 工作线程正在处理任务 & 外部类需销毁时, 由于 工作线程实例 持有外部类引用,将使得外部类无法被垃圾回收器(GC)回收,从而造成 内存泄露
多线程主要使用的是:AsyncTask、实现Runnable接口 & 继承Thread类前3者内存泄露的原理相同,此处主要以继承Thread类 为例说明
实例演示
/**? ?????*?方式1:新建Thread子类(内部类) ?????*/?? ????????public?class?MainActivity?extends?AppCompatActivity?{????????public?static?final?String?TAG?=?"carson:"; ????????@Override ????????public?void?onCreate(Bundle?savedInstanceState)?{ ????????????super.onCreate(savedInstanceState); ????????????setContentView(R.layout.activity_main); ????????????//?通过创建的内部类?实现多线程 ????????????new?MyThread().start(); ????????} ????????//?自定义的Thread子类 ????????private?class?MyThread?extends?Thread{ ????????????@Override ????????????public?void?run()?{ ????????????????try?{ ????????????????????Thread.sleep(5000); ????????????????????Log.d(TAG,?"执行了多线程"); ????????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{ ????????????????????e.printStackTrace(); ????????????????} ????????????} ????????} ????}???/**? ?????*?方式2:匿名Thread内部类 ?????*/? ?????public?class?MainActivity?extends?AppCompatActivity?{????public?static?final?String?TAG?=?"carson:"; ????@Override ????public?void?onCreate(Bundle?savedInstanceState)?{ ????????super.onCreate(savedInstanceState); ????????setContentView(R.layout.activity_main); ????????//?通过匿名内部类?实现多线程 ????????new?Thread()?{ ????????????@Override ????????????public?void?run()?{ ????????????????try?{ ????????????????????Thread.sleep(5000); ????????????????????Log.d(TAG,?"执行了多线程"); ????????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{ ????????????????????e.printStackTrace(); ????????????????}????????????} ????????}.start(); ????} }/**? ??*?分析:内存泄露原因 ??*/? ??//?工作线程Thread类属于非静态内部类?/?匿名内部类,运行时默认持有外部类的引用 ??//?当工作线程运行时,若外部类MainActivity需销毁 ??//?由于此时工作线程类实例持有外部类的引用,将使得外部类无法被垃圾回收器(GC)回收,从而造成?内存泄露

  • 解决方案从上面可看出,造成内存泄露的原因有2个关键条件:
  1. 存在 ”工作线程实例 持有外部类引用“ 的引用关系
  2. 工作线程实例的生命周期 > 外部类的生命周期,即工作线程仍在运行 而 外部类需销毁解决方案的思路 = 使得上述任1条件不成立 即可。
//?共有2个解决方案:静态内部类?& ?当外部类结束生命周期时,强制结束线程 //?具体描述如下???/**? ?????*?解决方式1:静态内部类 ?????*?原理:静态内部类?不默认持有外部类的引用,从而使得?“工作线程实例?持有?外部类引用”?的引用关系?不复存在 ?????*?具体实现:将Thread的子类设置成?静态内部类 ?????*/?? ????????public?class?MainActivity?extends?AppCompatActivity?{????????public?static?final?String?TAG?=?"carson:"; ????????@Override ????????public?void?onCreate(Bundle?savedInstanceState)?{ ????????????super.onCreate(savedInstanceState); ????????????setContentView(R.layout.activity_main); ????????????//?通过创建的内部类?实现多线程 ????????????new?MyThread().start(); ????????} ????????//?分析1:自定义Thread子类 ????????//?设置为:静态内部类 ????????private?static?class?MyThread?extends?Thread{ ????????????@Override ????????????public?void?run()?{ ????????????????try?{ ????????????????????Thread.sleep(5000); ????????????????????Log.d(TAG,?"执行了多线程"); ????????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{ ????????????????????e.printStackTrace(); ????????????????} ????????????} ????????} ????}???/**? ?????*?解决方案2:当外部类结束生命周期时,强制结束线程 ?????*?原理:使得?工作线程实例的生命周期?与?外部类的生命周期?同步 ?????*?具体实现:当?外部类(此处以Activity为例)?结束生命周期时(此时系统会调用onDestroy()),强制结束线程(调用stop()) ?????*/? ?????@Override ????protected?void?onDestroy()?{ ????????super.onDestroy(); ????????Thread.stop(); ????????//?外部类Activity生命周期结束时,强制结束线程 ????}

5.3.3 消息传递机制:HandlerAndroid 内存泄露:详解 Handler 内存泄露的原因与解决方案https://www.jianshu.com/p/031515d8a7ca
5.4 资源对象使用后未关闭
  • 泄露原因对于资源的使用(如 广播BraodcastReceiver、文件流File、数据库游标Cursor、图片资源Bitmap等),若在Activity销毁时无及时关闭 / 注销这些资源,则这些资源将不会被回收,从而造成内存泄漏
  • 解决方案在Activity销毁时 及时关闭 / 注销资源
//?对于?广播BraodcastReceiver:注销注册 unregisterReceiver()//?对于?文件流File:关闭流 InputStream?/?OutputStream.close()//?对于数据库游标cursor:使用后关闭游标 cursor.close()//?对于?图片资源Bitmap:Android分配给图片的内存只有8M,若1个Bitmap对象占内存较多,当它不再被使用时,应调用recycle()回收此对象的像素所占用的内存;最后再赋为null? Bitmap.recycle(); Bitmap?=?null; //?对于动画(属性动画) //?将动画设置成无限循环播放repeatCount?=?“infinite”后 //?在Activity退出时记得停止动画

5.5 其他使用
  • 除了上述4种常见情况,还有一些日常的使用会导致内存泄露
  • 主要包括:Context、WebView、Adapter,具体介绍如下
Android性能优化(阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!)

文章图片

5.6 总结下面,我将用一张图总结Android中内存泄露的原因 & 解决方案
6. 辅助分析内存泄露的工具
  • 哪怕完全了解 内存泄露的原因,但难免还是会出现内存泄露的现象
  • 下面将简单介绍几个主流的分析内存泄露的工具,分别是
  1. MAT(Memory Analysis Tools)
  2. Heap Viewer
  3. Allocation Tracker
  4. Android Studio 的 Memory Monitor
  5. LeakCanary
6.1 MAT(Memory Analysis Tools)
  • 定义:一个Eclipse的 Java Heap 内存分析工具 -> > 下载地址
  • 作用:查看当前内存占用情况
通过分析 Java 进程的内存快照 HPROF 分析,快速计算出在内存中对象占用的大小,查看哪些对象不能被垃圾收集器回收 & 可通过视图直观地查看可能造成这种结果的对象
具体使用:MAT使用攻略
6.2 Heap Viewer
定义:一个的 Java Heap 内存分析工具作用:查看当前内存快照
可查看 分别有哪些类型的数据在堆内存总 & 各种类型数据的占比情况
具体使用:Heap Viewer使用攻略
6.3 Allocation Tracker
简介:一个内存追踪分析工具作用:追踪内存分配信息,按顺序排列具体使用:Allocation Tracker使用攻略
6.4 Memory Monitor
简介:一个 Android Studio 自带 的图形化检测内存工具作用:跟踪系统 / 应用的内存使用情况。核心功能如下
Android性能优化(阿里腾讯等关于内存泄露的知识都在这里了!)

文章图片

具体使用:Android Studio 的 Memory Monitor使用攻略
6.5 LeakCanary
简介:一个square出品的Android开源库 -> > 下载地址作用:检测内存泄露具体使用:https://www.liaohuqiu.net/cn/posts/leak-canary/
7. 总结
本文 全面介绍了内存泄露的本质、原因 & 解决方案,希望大家在开发时尽量避免出现内存泄露
文章不易,如果大家喜欢这篇文章,或者对你有帮助希望大家多多点赞转发关注哦。文章会持续更新的。绝对干货!!!

    推荐阅读