Android/Java中的两种常见内存泄漏

本文深入探讨Java中对象存活的判定方法,通过可达性分析算法和GCRoots概念,解析静态变量、非静态内部类及Handler造成的内存泄漏原因与解决方案。强调了长生命周期对象持有短生命周期对象引用的问题,以及如何通过合理设计避免内存泄漏。

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0. GC Roots

在Java中,是通过可达性分析(Reachability Analysis)来判定对象是否存活的。该算法的基本思路就是通过一些被称为引用链(GC Roots)的对象作为起点,从这些节点开始向下搜索,搜索走过的路径被称为(Reference Chain),当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时(即从GC Roots节点到该节点不可达),则证明该对象是不可用的。

在Java中,可作为GC Root的对象包括以下几种:
虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象
本地方法栈中JNI(即一般说的Native方法)引用的对象
方法区中类静态属性引用的对象
方法区中常量引用的对象

简单讲就是 “栈”+“static”

1. 静态变量

静态集合类

静态集合类,如HashMap、LinkedList等等。如果这些容器为静态的,那么它们的生命周期与程序一致,则容器中的对象在程序结束之前将不能被释放,从而造成内存泄漏。简单而言,长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用,尽管短生命周期的对象不再使用,但是因为长生命周期对象持有它的引用而导致不能被回收。

单例

单例
由于单例的静态特性使得其生命周期跟应用的生命周期一样长,所以如果使用不恰当的话,很容易造成内存泄漏。比如下面一个典型的例子

public class AppManager {
     private static AppManager instance;
     private Context context;
     private AppManager(Context context) {
           this.context = context;
     }
     public static AppManager getInstance(Context context) {
          if (instance == null) {
                instance = new AppManager(context);
          }
          return instance;
     }
}

使用单例导致内存泄露的解决方法

1、如果此时传入的是 Application 的 Context,因为 Application 的生命周期就是整个应用的生命周期,所以这将没有任何问题。

2、如果此时传入的是 Activity 的 Context,当这个 Context 所对应的 Activity 退出时,由于该 Context 的引用被单例对象所持有,其生命周期等于整个应用程序的生命周期,所以当前 Activity 退出时它的内存并不会被回收,换句话说就是回收失败,这就造成泄漏了。

3、memory leak会最终会导致out of memory!对于Android应用来说,就是你的用户打开一个Activity,使用完之后关闭它,内存泄露;又打开,又关闭,又泄露;几次之后,程序占用内存超过系统限制OOM。

2. 非静态内部类

handler
这样虽然避免了资源的重复创建,不过这种写法却会造成内存泄漏,因为非静态内部类默认会持有外部类的引用,而该非静态内部类又创建了一个静态的实例,该实例的生命周期和应用的一样长,这就导致了该静态实例一直会持有该Activity的引用,导致Activity的内存资源不能正常回收。

private Handler handler = new Handler()
 {
      public void handleMessage(android.os.Message msg)
     {
            if (msg.what == 1) 
        {
                noteBookAdapter.notifyDataSetChanged();
             }
        }
 };

使用Handler导致内存泄露的解决方法

方法一:通过程序逻辑来进行保护。
1.在关闭Activity的时候停掉你的后台线程。线程停掉了,就相当于切断了Handler和外部连接的线,Activity自然会在合适的时候被回收。
2.如果你的Handler是被delay的Message持有了引用,那么使用相应的Handler的removeCallbacks()方法,把消息对象从消息队列移除就行了。

方法二:将Handler声明为静态类。
PS:在Java 中,非静态的内部类和匿名内部类都会隐式地持有其外部类的引用,静态的内部类不会持有外部类的引用。
静态类不持有外部类的对象,所以你的Activity可以随意被回收。由于Handler不再持有外部类对象的引用,导致程序不允许你在Handler中操作Activity中的对象了。所以你需要在Handler中增加一个对Activity的弱引用(WeakReference)。

Other Case

其他内部类,比如监听器,Thread,Task等;资源未及时close;生存周期较长的对象,持有了生存周期较短的对象的引用,以至于那些生存周期短的对象,在无用的情况下,没有得到回收。

容器

    public E pop(){
        if(size == 0)
            return null;
        else
            return (E) elementData[--size];
    }

写法很简洁,但这里却会造成内存溢出:elementData[size-1]依然持有E类型对象的引用,并且暂时不能被GC回收。我们可以如下修改:

public E pop(){
        if(size == 0)
            return null;
        else{
            E e = (E) elementData[--size];
            elementData[size] = null;
            return e;
        }
    }
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