Android内存泄漏处理机制

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本文深入探讨了内存泄漏的原因及解决方案，包括内存分配机制、不同引用类型的特点、常见内存泄漏场景如资源未关闭、Handler和Thread的不当使用等，并提供了解决方法。

1.1、内存泄露、内存溢出：

内存泄露(Memory Leak)指一个无用对象持续占有内存或无用对象的内存得不到及时的释放，从而造成内存空间的浪费
例如，当Activity的onDestroy()方法被调用以后，Activity 本身以及它涉及到的 View、Bitmap等都应该被回收。但是，如果有一个后台线程持有对这个Activity的引用，那么Activity占据的内存就不能被回收，严重时将导致OOM，最终Crash。

内存溢出(Out Of Memory)指一个应用在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用

1.2、Java 的内存分配：

静态存储区：在程序整个运行期间都存在，编译时就分配好空间，主要用于存放静态数据和常量
栈区：当一个方法被执行时会在栈区内存中创建方法体内部的局部变量，方法结束后自动释放内存
堆区：通常存放 new 出来的对象，由 Java 垃圾回收器回收

1.3、四种引用类型：

强引用(StrongReference)：Jvm宁可抛出 OOM （内存溢出）也不会让 GC（垃圾回收）回收具有强引用的对象
软引用(SoftReference)：只有在内存空间不足时才会被回收的对象
弱引用(WeakReference)：在 GC 时，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存
虚引用(PhantomReference)：任何时候都可以被GC回收，当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是否存在该对象的虚引用，来了解这个对象是否将要被回收。可以用来作为GC回收Object的标志。

内存泄漏就是指new出来的Object（强引用）无法被GC回收

1.4、非静态内部类和匿名类：

非静态内部类和匿名类会隐式地持有一个外部类的引用

1.5、静态内部类：

外部类不管有多少个实例，都是共享同一个静态内部类，因此静态内部类不会持有外部类的引用

二、内存泄漏情况分析

2.1、资源未关闭

在使用Cursor，InputStream/OutputStream，File的过程中往往都用到了缓冲，因此在不需要使用的时候就要及时关闭它们，以便及时回收内存。它们的缓冲不仅存在于 java虚拟机内，也存在于java虚拟机外，如果只是把引用设置为null而不关闭它们，往往会造成内存泄漏。
此外，对于需要注册的资源也要记得解除注册，例如：BroadcastReceiver。动画也要在界面不再对用户可见时停止。

2.1、Handler的隐式携带

在使用Handler进行UI更新的时候，会发送message给handler对象处理。而handler隐式携带当前activity。故需要在当前的onDestory中执行：handler.removeCallbacksAndMessages(null);

2.3、Thread

线程产生内存泄露的主要原因有两点：

线程生命周期的不可控。Activity中的Thread和AsyncTask并不会因为Activity销毁而销毁，Thread会一直等到run()执行结束才会停止，AsyncTask的doInBackground()方法同理
非静态的内部类和匿名类会隐式地持有一个外部类的引用

例如如下代码，在onCreate()方法中启动一个线程，并用一个静态变量threadIndex标记当前创建的是第几个线程

public class ThreadActivity extends AppCompatActivity {

    private final String TAG = "ThreadActivity";

    private static int threadIndex;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_thread);
        threadIndex++;
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int j = threadIndex;
                while (true) {
                    Log.e(TAG, "Hi--" + j);
                    try {
                        Thread.sleep(2000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }

}

旋转几次屏幕，可以看到输出结果为：

04-04 08:15:16.373 23731-23911/com.czy.leakdemo E/ThreadActivity: Hi--2
04-04 08:15:16.374 23731-26132/com.czy.leakdemo E/ThreadActivity: Hi--4
04-04 08:15:16.374 23731-23970/com.czy.leakdemo E/ThreadActivity: Hi--3
04-04 08:15:16.374 23731-23820/com.czy.leakdemo E/ThreadActivity: Hi--1
04-04 08:15:16.852 23731-26202/com.czy.leakdemo E/ThreadActivity: Hi--5
04-04 08:15:18.374 23731-23911/com.czy.leakdemo E/ThreadActivity: Hi--2
04-04 08:15:18.374 23731-26132/com.czy.leakdemo E/ThreadActivity: Hi--4
04-04 08:15:18.376 23731-23970/com.czy.leakdemo E/ThreadActivity: Hi--3
04-04 08:15:18.376 23731-23820/com.czy.leakdemo E/ThreadActivity: Hi--1
04-04 08:15:18.852 23731-26202/com.czy.leakdemo E/ThreadActivity: Hi--5
...

即使创建了新的Activity，旧的Activity中建立的线程依然还在执行，从而导致无法释放Activity占用的内存，从而造成严重的内存泄漏

LeakCanary的检测结果：
这里写图片描述

想要避免因为Thread造成内存泄漏，可以在Activity退出后主动停止Thread

例如，可以为Thread设置一个布尔变量threadSwitch来控制线程的启动与停止

public class ThreadActivity extends AppCompatActivity {

    private final String TAG = "ThreadActivity";

    private int threadIndex;

    private boolean threadSwitch = true;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_thread);
        threadIndex++;
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int j = threadIndex;
                while (threadSwitch) {
                    Log.e(TAG, "Hi--" + j);
                    try {
                        Thread.sleep(2000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        threadSwitch = false;
    }

}

如果想保持Thread继续运行，可以按以下步骤来：

将线程改为静态内部类，切断Activity 对于Thread的强引用
在线程内部采用弱引用保存Context引用，切断Thread对于Activity 的强引用

public class ThreadActivity extends AppCompatActivity {

    private static final String TAG = "ThreadActivity";

    private static int threadIndex;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_thread);
        threadIndex++;
        new MyThread(this).start();
    }

    private static class MyThread extends Thread {

        private WeakReference<ThreadActivity> activityWeakReference;

        MyThread(ThreadActivity threadActivity) {
            activityWeakReference = new WeakReference<>(threadActivity);
        }

        @Override
        public void run() {
            if (activityWeakReference == null) {
                return;
            }
            if (activityWeakReference.get() != null) {
                int i = threadIndex;
                while (true) {
                    Log.e(TAG, "Hi--" + i);
                    try {
                        Thread.sleep(2000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }

}

2.4、Context

在使用Toast的过程中，如果应用连续弹出多个Toast，那么就会造成Toast重叠显示的情况
因此，可以使用如下方法来保证当前应用任何时候只会显示一个Toast，且Toast的文本信息能够得到立即更新

/**
 * 作者： 叶应是叶
 * 时间： 2017/4/4 14:05
 * 描述：
 */
public class ToastUtils {

    private static Toast toast;

    public static void showToast(Context context, String info) {
        if (toast == null) {
            toast = Toast.makeText(context, info, Toast.LENGTH_SHORT);
        }
        toast.setText(info);
        toast.show();
    }

}

然后，在Activity中使用

public class ToastActivity extends AppCompatActivity {

    private static int i = 0;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_toast);
    }

    public void showToast(View view) {
        ToastUtils.showToast(this, "显示Toast:" + (i++));
    }

}

先点击一次Button使Toast弹出后，退出ToastActivity，此时LeakCanary又会提示说造成内存泄漏了
这里写图片描述

当中提及了 Toast.mContext，通过查看Toast类的源码可以看到，Toast类内部的mContext指向传入的Context。

而ToastUtils中的toast变量是静态类型的，其生命周期是与整个应用一样长的，从而导致 ToastActivity 得不到释放。

因此，对Context的引用不能超过它本身的生命周期。

解决办法是改为使用 ApplicationContext 即可，因为ApplicationContext会随着应用的存在而存在，而不依赖于Activity的生命周期

/**
 * 作者： 叶应是叶
 * 时间： 2017/4/4 14:05
 * 描述：
 */
public class ToastUtils {

    private static Toast toast;

    public static void showToast(Context context, String info) {
        if (toast == null) {
            toast = Toast.makeText(context.getApplicationContext(), info, Toast.LENGTH_SHORT);
        }
        toast.setText(info);
        toast.show();
    }

}